TCP/IP學習筆記（7）-廣播，多播IGMP協議
單播，多播，廣播的介紹
單播(unicast)
單播是說，對特定的主機進行資料傳送。例如給某一個主機發送IP資料包。這時候，資料鏈路層給出的資料頭裡面是非常具體的目的地址，對於乙太網來 說，就是網絡卡的MAC地址（不是FF-FF-FF-FF-FF-FF這樣的地址）。現在的具有路由功能的主機應該可以將單播資料定向轉發，而目的主機的網 絡介面則可以過濾掉和自己MAC地址不一致的資料。
廣播(broadcast)
廣播是主機針對某一個網路上的所有主機發送資料包。這個網路可能是網路，可能是子網，還可能是所有的子網。如果是網路，例如A類網址的廣播就是 netid.255.255.255，如果是子網，則是netid.netid.subnetid.255；如果是所有的子網（B類IP）則是則是 netid.netid.255.255。廣播所用的MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。網路內所有的主機都會收到這個廣播資料，網絡卡只要把 MAC地址為FF-FF-FF-FF-FF-FF的資料交給核心就可以了。一般說來ARP，或者路由協議RIP應該是以廣播的形式播發的。
多播(multicast)
可以說廣播是多播的特例，多播就是給一組特定的主機（多播組）傳送資料，這樣，資料的播發範圍會小一些(實際上播發的範圍一點也沒有變小)，多播的MAC地址是最高位元組的低位為一，例 如01-00-00-00-00-00。多播組的地址是D類IP，規定是224.0.0.0-239.255.255.255。
然多播比較特殊，但是究其原理，多播的資料還是要通過資料鏈路層進行MAC地址繫結然後進行傳送。所以一個乙太網卡在綁定了一個多播IP地址之後，必 定還要繫結一個多播的MAC地址，才能使得其可以像單播那樣工作。這個多播的IP和多播MAC地址有一個對應的演算法，這個對應不是一一對應的，主機還是要對多播資料進行過濾。
個人的看法：廣播和多播的性質是一樣的，路由器會把資料放到局域網裡面，然後網絡卡對這些資料進行過濾，只拿到自己打算要的資料，比如自己感興趣的多 播資料，自己感興趣的組播資料。當一個主機運行了一個處理某一個多播IP的程序的時候，這個程序會給網絡卡繫結一個虛擬的多播mac地址，並做出來一個多播 ip。這樣，網絡卡就會讓帶有這個多播mac地址的資料進來，從而實現通訊，而那些沒有監聽這些資料的主機就會把這些資料過濾掉，換句話說，多播，是讓主機 的核心輕鬆了，而網絡卡，對不起，您就累點吧。
一些驗證性實驗
這些實驗並不是很複雜，我們只是要ping一下一般的ip和一個廣播地址。首先我ping一下自己所在的子網的某一臺主機:
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
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可以看到，機器返回的是一臺主機的迴應結果，進而推測，如果我ping一個廣播地址呢？結果如下
Reply from 192.168.11.9: bytes=32 time=1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.174: bytes=32 time<1ms TTL=64
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Reply from 192.168.11.218: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.11.174: bytes=32 time<1ms TTL=64
可以看到，ping返回了一些隨機的ip的結果，這些ip都是與主機在同一子網內的ip。我們可以看到，廣播實際上是給處於子網內的所有ip發信。
再來一個多播的例子，但是要實現這個多播並不容易，因為我不知道網路內有多少個多播組，就只好利用幾個特殊的多播地址來驗證了。
對於多播地址，有幾個特殊的多播地址被佔用，他們是
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224.0.0.1--該子網內所有的系統組。
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224.0.0.2--該子網內所有的路由器。
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224.0.1.1--網路實現協議NTP專用IP。
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224.0.0.9--RIPv2專用IP
所以只要ping這幾個IP，就應該能得到一些結果，比如說我ping 224.0.0.2。
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
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我們可以看到，這回ping只返回了一個ip的迴應。而這個就是我的閘道器的地址，這也驗證了224.0.0.2是所有路由器的多播(組播)地址。
IGMP協議
IGMP的作用在於，讓其他所有需要知道自己處於哪個多播組的主機和路由器知道自己的狀態。一般多播路由器根本不需要知道某一個多播組裡面有多少個主機，而只要知道自己的子網內還有沒有處於某個多播組的主機就可以了。只要某一個多播組還有一臺主機，多播路由器就會把資料傳輸出去，這樣，接受方就會通過網絡卡過濾功能來得到自己想要的資料。為了知道多播組的資訊，多播路由器需要定時的傳送IGMP查詢，IGMP的格式可以看書，各個多播組裡面的主機要根據查詢來回復自己的狀態。路由器來決定有幾個多播組，自己要對某一個多播組傳送什麼樣的資料。
這種查詢迴應資料報的TTL一般是1，而且就算是出錯也不產生ICMP差錯（沒必要）。