单播、广播和多播地址

除地址类外，还可根据传输的消息特征将IP地址分为单播、广播或多播。主机使用IP地址进行一对一（单播）、一对多（多播）或一对所有（广播）的通信。

1．单播

单播地址是IP网络中最常见的。包含单播目标地址的分组发送给特定主机，一个这样的例子是，IP地址为192.168.1.5（源地址）的主机向IP地址为192.168.1.200（目标地址）的服务器请求网页，如图5.8所示。

 

图5.8  单播IP分组

要发送和接收单播分组，IP分组报头中必须有一个目标IP地址，而以太网帧报头中必须有相应的目标MAC地址。IP地址和MAC地址一起将数据传输到特定的目标主机。

提  示 

如果目标IP地址属于另一个网络，则在帧中使用的目标MAC地址将为与源IP地址位于同一个网络中的路由器接口的MAC地址。

2．广播

广播分组的目标IP地址的主机部分全为1，这意味着本地网络（广播域）中的所有主机都将接收并查看该分组。诸如ARP和DHCP等很多网络协议都使用广播。

例如：

C类网络192.168.1.0的默认子网掩码为255.255.255.0，其广播地址为192.168.1.255，其主机部分为十进制数255或二进制数11111111（全为1）；

B类网络172.16.0.0的默认子网掩码为255.255.0.0，其广播地址为172.16.255.255；

A类网络10.0.0.0的默认子网掩码为255.0.0.0，其广播地址为10.255.255.255。

在以太网帧中，必须包含与广播IP地址对应的广播MAC地址。在以太网中，广播MAC地址长48位，其十六进制表示为FF-FF-FF-FF-FF-FF。图5.9所示的是一个广播IP分组。

 

图5.9  广播IP分组

3．多播

多播地址让源设备能够将分组发送给一组设备。属于多播组的设备将被分配一个多播组IP地址，多播地址范围为224.0.0.0～239.255.255.255。由于多播地址表示一组设备（有时被称为主机组），因此只能用作分组的目标地址。源地址总是为单播地址。

远程游戏就是一个使用多播地址的例子，很多玩家通过远程连接玩同一个游戏；另一例子是通过视频会议进行远程教学，其中很多学生连接到同一个教室。还有一个例子是硬盘映像应用程序，这种程序用于同时恢复众多硬盘的内容。

同单播地址和广播地址一样，多播IP地址也需要相应的多播MAC地址在本地网络中实际传送帧。多播MAC地址以十六进制值01-00-5E打头，余下的6个十六进制位是根据IP多播组地址的最后23位转换得到的。一个MAC多播地址是01-00-5E-0F-64-C5，如图5.10所示。每个十六进制位相对于4个二进制位。

 

图5.10  多播IP分组

练习5.5  谁将收到消息（5.2.3.4）

在这个练习中，读者将根据目标IP地址判断哪些主机将收到消息。请使用本书配套光盘中的文件ia-5234来完成该练习。