單播、廣播、組播

單播方式傳輸信息
如圖8-1 所示,網絡中存在信息發送者Source,UserA 和UserC 提出信息需求,網絡採用單播方式傳輸信息。
 
單播傳輸特點歸納如下:
* Source 向每個Receiver 地址發送一份獨立的拷貝信息:packets for UserA;packets for UserC。
* 網絡爲每個Receiver 分別建立一條獨立的數據傳送通路:Source→ RouterB → RouterE → RouterD → UserA;Source → RouterB → RouterE → RouterF → UserC。
單播方式下,網絡中傳輸的信息量和需求該信息的用戶量成正比,當需求該信息的用戶量較大時,網絡中將出現多份相同信息流。此時,帶寬成爲保證網絡傳輸質量的重要瓶頸。
單播方式較適合用戶稀少的網絡,不利於信息規模化發送。


廣播方式傳播信息
如圖8-2 所示,網絡中存在信息發送者Source,UserA 和UserC 提出信息需求,網絡採用廣播方式傳輸信息。

 
廣播傳輸特點歸納如下:
* Source 向本網絡廣播地址發送且僅發送一份報文:packets for all the network。
* 網絡將報文拷貝傳送到所有網段,不管是否需要,保證信息到達網絡中所有的路由器和用戶:UserB 也同樣接收到一份拷貝。
廣播方式下,網絡中所有用戶都能接收到該信息,當網絡中需求該信息的用戶量很小時,網絡資源利用率將非常低,帶寬浪費嚴重。不需要這些信息的用戶也會受到影響。
廣播方式較適合用戶稠密的網絡,信息安全性和有償服務得不到保障。

組播方式傳播信息
如圖8-3 所示,網絡中存在信息發送者Source、UserA 和UserC 提出信息需求,網絡採用組播方式傳輸信息。
 
組播傳輸特點歸納如下:
* Multicast group 稱爲組播組,使用一個IP 組播地址標識。UserA 和UserC 兩個信息接收者,加入該組播組,從而可以接收發往該組播組的數據。
* Source 稱爲組播源,向該組播組地址發送且僅發送一份報文:packets for the multicast group。網絡傳輸過程中,相同的組播數據流在每一條鏈路上最多僅有一份。相比單播來說,使用組播方式傳遞信息,用戶的增加不會顯著增加網絡的負載。
* 根據組播組成員的分佈情況,組播路由協議爲多目的端的數據包轉送建立樹型路由。報文在儘可能遠的分叉路口(如RouterE)纔開始複製和分發,最終傳送到組播組成員。相比廣播來說,組播數據僅被傳輸到有接收者的地方,不會造成網絡資源的浪費。
* 網絡中支持組播功能的路由器稱爲“組播路由器”,不僅提供組播路由功能,還能夠在與網絡用戶連接的末梢網段上提供組成員管理功能(如RouterD 和RouterF)。同時,自己本身也可能是組播組成員。
* 組播組中的成員是動態的,網絡中的用戶主機可以在任何時刻加入和離開組播組。組成員可能廣泛分佈在網絡中的任何地方。組播源通常不會同時是其發送數據的接收者,即不屬於其對應的目的組播組。
* 一個源可以同時向多個組播組發送數據;多個源可以同時向一個組播組發送報文。
* 爲了幫助理解,可以類比收看某電視頻道的節目。
* 組播組是發送者和接收者之間的一個約定,如同電視頻道。
* 電視臺是組播源,它向某頻道內發送數據。
* 電視機是接收者主機,觀衆打開電視機選擇收看某頻道的節目,表示主機加入某組播組;然後電視機播放該頻道電視節目,表示主機接收到發送給這個組的數據。
* 觀衆可以隨時控制電視機的開關和頻道間的切換,表示主機動態的加入或退出某組播組。
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