單播、多播(組播)和廣播的區別

sgy618發表於2011-01-26
單播、多播(組播)和廣播的區別[@more@]單播、多播和廣播單播”(Unicast)、“多播”(Multicast)和“廣播”(Broadcast)這三個術語都是用來描述網路節點之間通訊方式的術語。那麼這些術語究竟是什麼意思?區別何在?
1.單播:網路節點之間的通訊就好像是人們之間的對話一樣。如果一個人對另外一個人說話,那麼用網路技術的術語來描述就是“單播”,此時資訊的接收和傳遞只在兩個節點之間進行。單播在網路中得到了廣泛的應用,網路上絕大部分的資料都是以單播的形式傳輸的,只是一般網路使用者不知道而已。例如,你在收發電子郵件、瀏覽網頁時,必須與郵件伺服器、Web伺服器建立連線,此時使用的就是單播資料傳輸方式。但是通常使用“點對點通訊”(Point to Point)代替“單播”,因為“單播”一般與“多播”和“廣播”相對應使用。
2.多播:“多播”也可以稱為“組播”,在網路技術的應用並不是很多,網上視訊會議、網上影片點播特別適合採用多播方式。因為如果採用單播方式,逐個節點傳輸,有多少個目標節點,就會有多少次傳送過程,這種方式顯然效率極低,是不可取的;如果採用不區分目標、全部傳送的廣播方式,雖然一次可以傳送完資料,但是顯然達不到區分特定資料接收物件的目的。採用多播方式,既可以實現一次傳送所有目標節點的資料,也可以達到只對特定物件傳送資料的目的。   IP網路的多播一般透過多播IP地址來實現。多播IP地址就是D類IP地址,即224.0.0.0至239.255.255.255之間的IP地址。Windows 2000中的DHCP管理器支援多播IP地址的自動分配。
3.廣播:“廣播”在網路中的應用較多,如客戶機透過DHCP自動獲得IP地址的過程就是透過廣播來實現的。但是同單播和多播相比,廣播幾乎佔用了子網內網路的所有頻寬。拿開會打一個比方吧,在會場上只能有一個人發言,想象一下如果所有的人同時都用麥克風發言,那會場上就會亂成一鍋粥。集線器由於其工作原理決定了不可能過濾廣播風暴,一般的交換機也沒有這一功能,不過現在有的網路交換機(如全向的QS系列交換機)也有過濾廣播風暴功能了,路由器本身就有隔離廣播風暴的作用。   廣播風暴不能完全杜絕,但是隻能在同一子網內傳播,就好像喇叭的聲音只能在同一會場內傳播一樣,因此在由幾百臺甚至上千臺電腦構成的大中型區域網中,一般進行子網劃分,就像將一個大廳用牆壁隔離成許多小廳一樣,以達到隔離廣播風暴的目的。   在IP網路中,廣播地址用IP地址“255.255.255.255”來表示,這個IP地址代表同一子網內所有的IP地址。
當前的網路中有三種通訊模式:單播、廣播、組播(多播),其中的組播出現時間最晚但同時具備單播和廣播的優點,最具有發展前景。
一、單播:
主機之間“一對一”的通訊模式,網路中的交換機和路由器對資料只進行轉發不進行復制。如果10個客戶機需要相同的資料,則伺服器需要逐一傳送,重複10次相同的工作。但由於其能夠針對每個客戶的及時響應,所以現在的網頁瀏覽全部都是採用IP單播協議。網路中的路由器和交換機根據其目標地址選擇傳輸路徑,將IP單播資料傳送到其指定的目的地。
單播的優點:
1. 伺服器及時響應客戶機的請求
2. 伺服器針對每個客戶不通的請求傳送不通的資料,容易實現個性化服務。
單播的缺點:
1. 伺服器針對每個客戶機傳送資料流,伺服器流量=客戶機數量×客戶機流量;在客戶數量大、每個客戶機流量大的流媒體應用中伺服器不堪重負。
2. 現有的網路頻寬是金字塔結構,城際省際主幹頻寬僅僅相當於其所有使用者頻寬之和的5%。如果全部使用單播協議,將造成網路主幹不堪重負。現在的P2P應用就已經使主幹經常阻塞,只要有5%的客戶在全速使用網路,其他人就不要玩了。而將主幹擴充套件20倍幾乎是不可能。
二、 廣播:
主機之間“一對所有”的通訊模式,網路對其中每一臺主機發出的訊號都進行無條件複製並轉發,所有主機都可以接收到所有資訊(不管你是否需要),由於其不用路徑選擇,所以其網路成本可以很低廉。有線電視網就是典型的廣播型網路,我們的電視機實際上是接受到所有頻道的訊號,但只將一個頻道的訊號還原成畫面。在資料網路中也允許廣播的存在,但其被限制在二層交換機的區域網範圍內,禁止廣播資料穿過路由器,防止廣播資料影響大面積的主機。
廣播的優點:
1. 網路裝置簡單,維護簡單,佈網成本低廉
2. 由於伺服器不用向每個客戶機單獨傳送資料,所以伺服器流量負載極低。
廣播的缺點:
1.無法針對每個客戶的要求和時間及時提供個性化服務。
2. 網路允許伺服器提供資料的頻寬有限,客戶端的最大頻寬=服務總頻寬。例如有線電視的客戶端的線路支援100個頻道(如果採用數字壓縮技術,理論上可以提供500個頻道),即使服務商有更大的財力配置更多的傳送裝置、改成光纖主幹,也無法超過此極限。也就是說無法向眾多客戶提供更多樣化、更加個性化的服務。
3. 廣播禁止在Internet寬頻網上傳輸。
三、組播:
主機之間“一對一組”的通訊模式,也就是加入了同一個組的主機可以接受到此組內的所有資料,網路中的交換機和路由器只向有需求者複製並轉發其所需資料。主機可以向路由器請求加入或退出某個組,網路中的路由器和交換機有選擇的複製並傳輸資料,即只將組內資料傳輸給那些加入組的主機。這樣既能一次將資料傳輸給多個有需要(加入組)的主機,又能保證不影響其他不需要(未加入組)的主機的其他通訊。
組播的優點:
1. 需要相同資料流的客戶端加入相同的組共享一條資料流,節省了伺服器的負載。具備廣播所具備的優點。
2. 由於組播協議是根據接受者的需要對資料流進行復制轉發,所以服務端的服務總頻寬不受客戶接入端頻寬的限制。IP協議允許有2億6千多萬個(268435456)組播,所以其提供的服務可以非常豐富。
3. 此協議和單播協議一樣允許在Internet寬頻網上傳輸。
組播的缺點:
1.與單播協議相比沒有糾錯機制,發生丟包錯包後難以彌補,但可以透過一定的容錯機制和QOS加以彌補。
2.現行網路雖然都支援組播的傳輸,但在客戶認證、QOS等方面還需要完善,這些缺點在理論上都有成熟的解決方案,只是需要逐步推廣應用到現存網路當中。

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