《TCP/IP详解 卷一》读书笔记-----广播&多播&IGMP

1、广播和多播都只适用于UDP，因为TCP是面向连接的，需要将两台主机的两个进程绑定在一起，即IP地址和端口对

2、通常，网卡能看到网络中的每一个数据帧，但是往往它只接受目的地址与自己MAC地址相同的或者为广播地址的帧（现在有些也能接收多播地址），然后将它传输给设备驱动

3、广播的问题在于它给那些对广播数据不感兴趣的主机增加了处理负担（需要通过网卡，驱动，IP等一层层的判断），而多播的出现恰好解决了这些问题。通常一台主机会被指定加入一个或多个多播组，网卡也会被告知自己属于哪几个多播组，于是只有属于那几个组的多播数据帧才会被接受，从而大大降低了处理的开销

4、广播地址类型：

1）limited broadcast：255.255.255.255，这个地址用于在主机配置期间，即主机可能还不知道自己的子网掩码甚至IP地址的时候，作为IP数据报中的目的地址，将想要发送的数据发送到本网段中的每台主机。需要注意的是，在任何情况下，它都不会被路由器转发。

2）Net-directed Broadcast:此类地址的主机号字段全置为1，网络号字段为目的网络的网络地址。用于将数据报发送给指定网络的每台主机

3）Subnet-directed Broadcast:此类地址的主机号字段全为1，并且需要知道对应子网的子网掩码，因为子网掩码不同，可能就不再是一个广播地址了。用于将数据发送到指定子网的每台主机

4）All-subnets-directed Broadcast:与Subnet-directed Broadcast不同的是，该广播地址的子网字段也全部置1，表示将数据发送到该网络的所有子网，但是现在一般都不使用这类地址

5、IP地址分类中的D类地址就是多播地址，用点分十进制表示就是224.0.0.0~239.255.255.255，通常那些监听同一个多播地址的主机构成的集合称为host group。host group 中的主机可以跨越多个网络，并且主机可以随时选择加入或退出host group。即使一台主机不属于该host group，也能向group发送信息。

6、类似于TCP/IP中的众所周知的端口，多播地址中也有众所周知的地址用于特定的服务

7、以太网中的MAC地址对应IP多播地址的部分为01:00:5e:00:00:00~01:00:5e:7f:ff:ff,通常在发送一个多播的IP数据报，进入链路层需要确定目的MAC地址时，通常就将IP地址的右23位嵌入到相应的MAC地址中即可，如下图所示。从图中可以看出，IP地址和MAC地址并不是一一对应的，因为IP地址的第5～9位是不确定的。因此在网卡接受完数据帧后，设备驱动层和IP层仍然需要进行筛选操作。

8、多播过程：发送进程将目的地址定为一个组播地址，源主机的设备驱动将其转换成相应的MAC地址并且将其发送。接收端的进程需要告诉它的IP层它想要接受某个组播地址的数据，相应的设备驱动就设置能够接受相应MAC地址的数据帧。这样就完成了通信双方的设置，而这个过程叫做“joining a multicast group”。与UDP不同的是，通常一个多播的IP数据报能够被传输给同一台主机的多个进程，只要它们都加入了上文所说的multicast group就行

9、IGMP（Internet Group Management Protocol）：该协议的作用简而言之就是支持多播的路由器为了知道将多播数据报发往哪些端口，所以它需要定期从各个端口发送询问报文，等待主机回答它们各自属于哪些multicast group，由此构建出一张端口和多播地址的关联表，从而能够对多播数据进行分发，解决了跨网段的多播问题。

10、通常主机需要维护一张用于多播的表，表中的内容有组播地址以及对应的网络接口（组播地址与网络接口绑定）以及加入相应组播的进程数目。每当有进程加入一个新的group时，主机就会从相应的网络接口发送一个通知告知组播路由器和其他组播主机，但是以后的进程再加入以及任何进程的退出都不再播报通知。

11、地址224.0.0.1被称为all-hosts group address,询问IGMP报文的目的地址就是它。它的多播组的成员为所属物理网络中所有参与多播的主机（即有进程在参与多播的主机）和路由器。地址在224.0.0.0~224.0.0.255的多播地址要求多播的距离不能超过一跳，即多播路由器不能转发该地址的多播IP数据报，即使该数据报中的TTL不为0