思唯网络——CCIE的大型组播专题

网络中数据包有几种通讯方式？
单播、广播、组播
什么叫单播：
一个数据包包含一个特定的目标IP地址，并且这个数据包只能有相应的某台主机能够接受并查
看，这样的数据包被称为单播（unicast）
单播的特征：
在当前的IP网络中，某台主机将数据包发向另一台主机时，就需要在数据包的目标IP位置写上
那台主机的IP地址，再将数据包发出去，这个数据包发出去后，只有那台主机才能收到并且打开，而
其它主机是不能收到和打开的。如果还想发送数据包给别的主机，就需要为数据包重新写上别的主机
的IP地址，然后发出去。要将数据包发给几台主机，就需要为每个独立的数据包写上相应的目标IP地
址。一个数据包包含一个特定的目标IP地址，并且这个数据包只能由相应的某台主机能够接收并且查
看，这样的数据包称为单播（Unicast）。当要将同一份数据发送给多台主机时，如果使用单播的传
送方式，那么需要发给几台主机，就需要重新封装几次数据包，并且将每份数据包单独发送给每台主
机。
什么叫广播：
一个数据包的目标地址为子网广播或者是全网广播，该数据包发出之后，整个网络内所有的主
机都能收到并且查看改数据包，这样的传播方式称为广播（Broadcast）
广播的特征：
当使用广播来发送数据包时，目标IP为广播地址的数据将被网络中的每台主机接收并查看，但
广播是不能被路由器转发的。
什么叫组播：
将一份数据发出去之后，这样的数据可以同时被多台主机接收，并且数据可以穿越路由器，从
而被路由传到远程网络，这样的数据就是组播（Multicast）
组播的特征：
将一份数据发出去后，这样的数据可以同时被多台主机接收，并且数据可以穿越路由器，从而
被路由到远程网络，组播数据发出去后，可以只被一组特定的主机接收，而不想接收的主机，是收不
到的，在组播中，想要接收组播的主机，被称为组员，或组成员。
组播的诞生：
从上面的结论中可以看出，当需要将一份同样的数据发送给多台主机时，虽然使用单播可以跨
越路由器，但是需要将同一份数据发送多次，不切实际；而使用广播只需要发送一次数据，但是却让
网络中每个人都必须接收数据，并且数据不能穿越路由器，造成远程网络收不到数据
考虑到这些因素，便开发出了一种新的数据传输方式，这样的传输方式结合了单播和广播的优
势，即将一份数据发出去后，这样的数据可以同时被多台主机接收，并且数据可以穿越路由器，从而
被路由到远程网络，这样的数据就是组播（Multicast）
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单播的优点：
1）服务器及时响应客户机的请求
2）服务器针对每个客户不通的请求发送不通的数据，容易实现个性化服务。
单播的缺点：
1）服务器针对每个客户机发送数据流，服务器流量＝客户机数量×客户机流量；在客户数量
大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。
2）现有的网络带宽是金字塔结构，城际省际主干带宽仅仅相当于其所有用户带宽之和的5％。
如果全部使用单播协议，将造成网络主干不堪重负。现在的P2P应用就已经使主干经常阻塞。而将主
干扩展20倍几乎是不可能。
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广播的优点：
1）网络设备简单，维护简单，布网成本低廉
2）由于服务器不用向每个客户机单独发送数据，所以服务器流量负载极低。
广播的缺点：
1）无法针对每个客户的要求和时间及时提供个性化服务。
2）网络允许服务器提供数据的带宽有限，客户端的最大带宽＝服务总带宽。例如有线电视的
客户端的线路支持100个频道（如果采用数字压缩技术，理论上可以提供500个频道），即使服务商
有更大的财力配置更多的发送设备、改成光纤主干，也无法超过此极限。也就是说无法向众多客户提
供更多样化、更加个性化的服务。
3）广播禁止允许在Internet宽带网上传输。
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组播的优点：
1）需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载。具备广播
所具备的优点。
2）由于组播协议是根据接受者的需要对数据流进行复制转发，所以服务端的服务总带宽不受
客户接入端带宽的限制。IP协议允许有2亿6千多万个组播，所以其提供的服务可以非常丰富。
3）此协议和单播协议一样允许在Internet宽带网上传输。
组播的缺点：
1）与单播协议相比没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和
QOS加以弥补。
2）现行网络虽然都支持组播的传输，但在客户认证、QOS等方面还需要完善，这些缺点在理
论上都有成熟的解决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。