單播、多播和廣播單播”(Unicast)、“多播”(Multicast)和“廣播”(Broadcast)這三個術(shù)語都是用來描述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間通訊方式的術(shù)語。那么這些術(shù)語究竟是什么意思?區(qū)別何在?
1.單播:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通信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,那么用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的術(shù)語來描述就是“單播”,此時信息的接收和傳遞只在兩個節(jié)點之間進行。單播在網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)上絕大部分的數(shù)據(jù)都是以單播的形式傳輸?shù)?,只是一般網(wǎng)絡(luò)用戶不知道而已。例如,你在收發(fā)電子郵件、瀏覽網(wǎng)頁時,必須與郵件服務(wù)器、Web服務(wù)器建立連接,此時使用的就是單播數(shù)據(jù)傳輸方式。但是通常使用“點對點通信”(Point to Point)代替“單播”,因為“單播”一般與“多播”和“廣播”相對應(yīng)使用。
2.多播:“多播”也可以稱為“組播”,在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用并不是很多,網(wǎng)上視頻會議、網(wǎng)上視頻點播特別適合采用多播方式。因為如果采用單播方式,逐個節(jié)點傳輸,有多少個目標節(jié)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;如果采用不區(qū)分目標、全部發(fā)送的廣播方式,雖然一次可以傳送完數(shù)據(jù),但是顯然達不到區(qū)分特定數(shù)據(jù)接收對象的目的。采用多播方式,既可以實現(xiàn)一次傳送所有目標節(jié)點的數(shù)據(jù),也可以達到只對特定對象傳送數(shù)據(jù)的目的。 IP網(wǎng)絡(luò)的多播一般通過多播IP地址來實現(xiàn)。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管理器支持多播IP地址的自動分配。?
3.廣播:“廣播”在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用較多,如客戶機通過DHCP自動獲得IP地址的過程就是通過廣播來實現(xiàn)的。但是同單播和多播相比,廣播幾乎占用了子網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的所有帶寬。拿開會打一個比方吧,在會場上只能有一個人發(fā)言,想象一下如果所有的人同時都用麥克風(fēng)發(fā)言,那會場上就會亂成一鍋粥。集線器由于其工作原理決定了不可能過濾廣播風(fēng)暴,一般的交換機也沒有這一功能,不過現(xiàn)在有的網(wǎng)絡(luò)交換機(如全向的QS系列交換機)也有過濾廣播風(fēng)暴功能了,路由器本身就有隔離廣播風(fēng)暴的作用。 廣播風(fēng)暴不能完全杜絕,但是只能在同一子網(wǎng)內(nèi)傳播,就好像喇叭的聲音只能在同一會場內(nèi)傳播一樣,因此在由幾百臺甚至上千臺電腦構(gòu)成的大中型局域網(wǎng)中,一般進行子網(wǎng)劃分,就像將一個大廳用墻壁隔離成許多小廳一樣,以達到隔離廣播風(fēng)暴的目的。
在IP網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)內(nèi)所有的IP地址。
當前的網(wǎng)絡(luò)中有三種通訊模式:單播、廣播、組播(多播),其中的組播出現(xiàn)時間最晚但同時具備單播和廣播的優(yōu)點,最具有發(fā)展前景。?
一、單播:?
主機之間“一對一”的通訊模式,網(wǎng)絡(luò)中的交換機和路由器對數(shù)據(jù)只進行轉(zhuǎn)發(fā)不進行復(fù)制。如果10個客戶機需要相同的數(shù)據(jù),則服務(wù)器需要逐一傳送,重復(fù)10次相同的工作。但由于其能夠針對每個客戶的及時響應(yīng),所以現(xiàn)在的網(wǎng)頁瀏覽全部都是采用IP單播協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機根據(jù)其目標地址選擇傳輸路徑,將IP單播數(shù)據(jù)傳送到其指定的目的地。?
單播的優(yōu)點:?
1. 服務(wù)器及時響應(yīng)客戶機的請求?
2. 服務(wù)器針對每個客戶不通的請求發(fā)送不通的數(shù)據(jù),容易實現(xiàn)個性化服務(wù)。?
單播的缺點:?
1. 服務(wù)器針對每個客戶機發(fā)送數(shù)據(jù)流,服務(wù)器流量=客戶機數(shù)量×客戶機流量;在客戶數(shù)量大、每個客戶機流量大的流媒體應(yīng)用中服務(wù)器不堪重負。?
2. 現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶寬是金字塔結(jié)構(gòu),城際省際主干帶寬僅僅相當于其所有用戶帶寬之和的5%。如果全部使用單播協(xié)議,將造成網(wǎng)絡(luò)主干不堪重負?,F(xiàn)在的P2P應(yīng)用就已經(jīng)使主干經(jīng)常阻塞,只要有5%的客戶在全速使用網(wǎng)絡(luò),其他人就不要玩了。而將主干擴展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(wǎng)絡(luò)對其中每一臺主機發(fā)出的信號都進行無條件復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā),所有主機都可以接收到所有信息(不管你是否需要),由于其不用路徑選擇,所以其網(wǎng)絡(luò)成本可以很低廉。有線電視網(wǎng)就是典型的廣播型網(wǎng)絡(luò),我們的電視機實際上是接受到所有頻道的信號,但只將一個頻道的信號還原成畫面。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中也允許廣播的存在,但其被限制在二層交換機的局域網(wǎng)范圍內(nèi),禁止廣播數(shù)據(jù)穿過路由器,防止廣播數(shù)據(jù)影響大面積的主機。?
廣播的優(yōu)點:?
1. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡單,維護簡單,布網(wǎng)成本低廉?
2. 由于服務(wù)器不用向每個客戶機單獨發(fā)送數(shù)據(jù),所以服務(wù)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(wù)。?
2. 網(wǎng)絡(luò)允許服務(wù)器提供數(shù)據(jù)的帶寬有限,客戶端的最大帶寬=服務(wù)總帶寬。例如有線電視的客戶端的線路支持100個頻道(如果采用數(shù)字壓縮技術(shù),理論上可以提供500個頻道),即使服務(wù)商有更大的財力配置更多的發(fā)送設(shè)備、改成光纖主干,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(wù)。?
3. 廣播禁止在Internet寬帶網(wǎng)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(nèi)的所有數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)中的交換機和路由器只向有需求者復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)其所需數(shù)據(jù)。主機可以向路由器請求加入或退出某個組,網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機有選擇的復(fù)制并傳輸數(shù)據(jù),即只將組內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸給那些加入組的主機。這樣既能一次將數(shù)據(jù)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(yōu)點:?
1. 需要相同數(shù)據(jù)流的客戶端加入相同的組共享一條數(shù)據(jù)流,節(jié)省了服務(wù)器的負載。具備廣播所具備的優(yōu)點。?
2. 由于組播協(xié)議是根據(jù)接受者的需要對數(shù)據(jù)流進行復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā),所以服務(wù)端的服務(wù)總帶寬不受客戶接入端帶寬的限制。IP協(xié)議允許有2億6千多萬個(268435456)組播,所以其提供的服務(wù)可以非常豐富。?
3. 此協(xié)議和單播協(xié)議一樣允許在Internet寬帶網(wǎng)上傳輸。?
組播的缺點:?
1.與單播協(xié)議相比沒有糾錯機制,發(fā)生丟包錯包后難以彌補,但可以通過一定的容錯機制和QOS加以彌補。?
2.現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)雖然都支持組播的傳輸,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(yīng)用到現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)當中。