IP传输三种方式之组播

什么是组播

作为IP传输三种方式之一，组播指的是报文从一个源发出，被转发到一组特定的接收者，相同的报文在每条链路上最多有一份。

组播和单播的区别

组播和单播都是报文传输的一种方式。

单播是主机间一对一的通讯模式，网络中的设备根据网络报文中包含的目的地址选择传输路径，将单播报文传送到指定的目的地，只对接收到的数据进行转发，不会进行复制。它能够针对每台主机及时的响应，现在的网页浏览全部都是采用单播模式。

组播是主机间一对多的通讯模式， 组播是一种允许一个或多个组播源发送同一报文到多个接收者的技术。组播源将一份报文发送到特定的组播地址，组播地址不同于单播地址，它并不属于特定某个主机，而是属于一组主机。一个组播地址表示一个群组，需要接收组播报文的接收者都加入这个群组。

组播和广播的区别

组播和广播都是报文传输的一种方式。

广播是主机间一对所有的通讯模式，设备会将报文发送到网络中的所有可能接收者。设备简单地将它收到的任何广播报文都复制并转发到除该报文到达的接口外的每个接口。广播处理流程简单，不用选择路径。

组播是主机间一对多的通讯模式， 组播是一种允许一个或多个组播源发送同一报文到多个接收者的技术。

IP组播地址的范围

IPv4组播地址

IANA将D类地址空间分配给IPv4组播使用。IPv4地址一共32位，D类地址最高4位为1110，地址范围从224.0.0.0到239.255.255.255，具体分类及含义见下图。

IPv6组播地址

IPv6地址长度是128位，IPv6组播地址格式如图所示。

IPv6组播地址总是以FF开头，高8位取值为11111111。

Flags字段（4位）用来标识组播地址的状态。例如取值为0表示保留组地址，取值为1或2表示ASM范围内的组播地址，取值为3表示SSM范围内的组播地址。

Scope字段（4位）用来标识组播组的应用范围，指示组播组应用范围是只包含同一本地网络、同一站点、同一机构中的节点，还是包含全球地址空间内的任何节点。

Group ID（112位）组播组标识符，用在由Scope字段所指定的范围内标识组播组。

固定的IPv6组播地址的范围及含义如图所示。

组播MAC地址的范围

IPv4组播MAC地址

以太网传输IPv4单播报文的时候，目的MAC地址使用的是接收者的MAC地址。但是在传输组播数据时，其目的地不再是一个具体的接收者，而是一个成员不确定的组，所以要使用IPv4组播MAC地址，即IPv4组播地址映射到链路层中的地址。

IANA规定，IPv4组播MAC地址的高24位为0x01005e，第25位为0，低23位为IPv4组播地址的低23位，映射关系如图所示。例如组播组地址224.0.1.1对应的组播MAC地址为01-00-5e-00-01-01

IPv4组播地址的前4位是固定的1110，对应组播MAC地址的高25位，后28位中只有23位被映射到MAC地址，因此丢失了5位的地址信息，直接结果是有32个IPv4组播地址映射到同一MAC地址上。例如IP地址为224.0.1.1、224.128.1.1、225.0.1.1、239.128.1.1等组播组的组播MAC地址都为01-00-5e-00-01-01。

IPv6组播MAC地址

IPv6组播MAC地址的高16位为0x3333，低32位为IPv6组播地址的低32位。如图所示，是IPv6组播地址的MAC地址映射关系。

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