TCP/IP详解学习笔记（9）-- 广播，多播，IGMP：网际组管理协议

1.概述

     IP有三种地址：单播地址， 广播地址，多播地址。

     广播和多播仅应用于UDP。

     每个以太网帧包含源主机和目的主机的以太网地址。通常每个以太网帧发往单个目的主机，目的地址指明单个接收接口，因而称为单播。

     一个主机要向网上的所有其他主机发送帧，就是广播。

     一个主机要向网上的多个主机发送帧，就是多播。

2.广播

• 受限的广播：受限的广播地址是255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址。主机可能还不知道它所在的网络的网络掩码，甚至连它的IP都不知道。
• 指向网络的广播：指向网络的广播地址是主机号全为1的地址。A类网络广播地址为netid 255.255.255.其中netid为A类的网络的网络号。
• 指向子网的广播：指向子网的广播地址为主机号全为1且有特定子网号的地址，作为子网直接广播地址的IP地址需要了解子网的掩码。
• 指向所有子网的广播：指向所有子网的广播地址的子网号及主机号为全1。

3.多播

     IP多播提供两类服务：

          1）向多个目的地址传送数据

          2）客户对服务器的请求（如BOOTP协议）

     多播组地址：

    

     多播组地址包括为1110的最高4bit和多播组号。范围从224.0.0.0到239.255.255.255。能够接收一个特定多播地址数据的主机集合称为主机组，一个主机组可以跨越多个网络。

     eg. 224.0.0.1 代表“该子网内所有的系统组”，224.0.0.2代笔“该子网内的所有路由器组”。多播地址224.0.1.1用作网络时间协议NTP，224.0.0.9用作RIP-2。

     多播组地址到以太网的转换：

     IANA拥有一个以太网地址块，即高24bit为00：00：5e。IANA将其中的一半分配为多播地址。任何一个以太网地址的首字节必须是01，意味着IP多播相对应的以太网地址范围从01：00：5e:00:00:00到01:00:5e:7f:ff:ff

     D类IP地址到以太网多播地址的映射如图所示：

     由于多播组号中的最高5位在映射过程中被省略，因此每个以太网多播地址对应的多播地址组不唯一的。既然地址映射不唯一，那么设备驱动程序或者IP层就必须对数据报进行过滤。

     单个物理网络的多播是简单的。多播进程将目的IP地址指明为多播地址。设备驱动程序将它转换为相应的以太网地址，然后把数据发送出去。

 

4.IGMP:网际组管理协议

     IGMP用于支持主机和路由器进行多播的网际组管理协议。ICMP报文格式如下，

 

     IGMP类型为1说明是由多播路由器发出的查询报文，为2说明是主机发出的报告报文。

• IGMP的报告和查询
• • 当第一个进程加入一个组时，主机就发送一个IGMP报告。如果一个主机的多个进程加入同一组，只发送一个IGMP报告。这个报告被发送到进程加入组所在的同一接口上。
  • 进程离开一个组时，主机不发送IGMP报文
  • 多播路由器定时发送IGMP查询来了解是否还有任何主机包含有属于多播组的进程。
  • 主机通过发送IGMP报告来响应一个IGMP查询，对每个至少包含一个进程的组均要发回IGMP报告。