1.单播,多播,广播的介绍
1.1.单播(unicast)
单播是说,对特定的主机进行数据传送。例如给某一个主机发送IP数据包。这时候,数据链路层给出的数据头里面是非常具体的目的地址,对于以太网来 说,就是网卡的MAC地址(不是FF-FF-FF-FF-FF-FF这样的地址)。现在的具有路由功能的主机应该可以将单播数据定向转发,而目的主机的网 络接口则可以过滤掉和自己MAC地址不一致的数据。
1.2.广播(unicast)
广播是主机针对某一个网络上的所有主机发送数据包。这个网络可能是网络,可能是子网,还可能是所有的子网。如果是网络,例如A类网址的广播就是 netid.255.255.255,如果是子网,则是netid.netid.subnetid.255;如果是所有的子网(B类IP)则是则是 netid.netid.255.255。广播所用的MAC地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。网络内所有的主机都会收到这个广播数据,网卡只要把 MAC地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF的数据交给内核就可以了。一般说来ARP,或者路由协议RIP应该是以广播的形式播发的。
1.3.多播(multicast)
可以说广播是多播的特例,多播就是给一组特定的主机(多播组)发送数据,这样,数据的播发范围会小一些,多播的MAC地址是最高字节的低位为一,例 如01-00-00-00-00-00。多播组的地址是D类IP,规定是224.0.0.0-239.255.255.255。
虽然多播比较特殊,但是究其原理,多播的数据还是要通过数据链路层进行MAC地址绑定然后进行发送。所以一个以太网卡在绑定了一个多播地址之后,必 定还要绑定一个多播的MAC地址,使得其可以像单播那样工作。这个多播的IP和多播MAC地址有一个对应的算法,在书的p133到p134之间。可以看到 这个对应不是一一对应的,主机还是要对多播数据进行过滤。
个人的看法:广播和多播的性质是一样的,路由器会把数据放到局域网里面,然后网卡对这些数据进行过滤,只拿到自己打算要的数据,比如自己感兴趣的多 播数据,自己感兴趣的组播数据。当一个主机运行了一个处理某一个多播IP的进程的时候,这个进程会给网卡绑定一个虚拟的多播mac地址,并做出来一个多播 ip。这样,网卡就会让带有这个多播mac地址的数据进来,从而实现通信,而那些没有监听这些数据的主机就会把这些数据过滤掉,换句话说,多播,是让主机 的内核轻松了,而网卡,对不起,您就累点吧。
2.一些验证性实验
这些实验并不是很复杂,我们只是要ping一下一般的ip和一个广播地址。首先我ping一下自己所在的子网的某一台主机:
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time=1ms TTL=255
可以看到,机器返回的是一台主机的回应结果,进而推测,如果我ping一个广播地址呢?结果如下
Reply from 192.168.11.9: bytes=32 time=1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.174: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.11.174: bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 192.168.11.174: bytes=32 time<1ms TTL=64
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返回了一些随机的ip的结果,这些ip都是与主机在同一子网内的ip。我们可以看到,广播实际上是给处于子网内的所有ip发信。
再来一个多播的例子,但是要实现这个多播并不容易,因为我不知道网络内有多少个多播组,就只好利用几个特殊的多播地址来验证了。
对于多播地址,有几个特殊的多播地址被占用,他们是
224.0.0.1--该子网内所有的系统组。
224.0.0.2--该子网内所有的路由器。
224.0.1.1--网络实现协议NTP专用IP。
224.0.0.9--RIPv2专用IP
所以只要ping这几个IP,就应该能得到一些结果,比如说我ping 224.0.0.2。
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
Reply from 192.168.11.1: bytes=32 time<1ms TTL=255
我们可以看到,这回ping只返回了一个ip的回应。而这个就是我的网关的地址,这也验证了224.0.0.2是所有路由器的多播(组播)地址