IP数据报的传输方式

单播

• 单播

  单播用于发送数据包到单个目的地，且每发送一份单播报文都是用一个单播IP地址作为目的地址。是一种点对点传输发送

  缺点：发送者与每个接收者之间都要 建立单独的数据信道

广播

• 广播

  广播是指发送数据包到同一广播域或子网内的所有设备的一种数据传输方式，是一种点对多点传输方式
  缺点： 最后在子网中 , 会给无关主机发送不需要的数据

多播

• 组播（多播）

  当网络中的某些用户需要特定数据时，组播数据发送者仅发送一次数据，借助组播路由协议为组播数据包建立组播分发树，被传递的数据到达距离用户端尽可能近的节点后才开始复制和分发，是一种点对多点传输方式
  优点：提高了数据传送效率 ，减少了主干网拥塞的可能性

  IP组播地址让源设备能够将分组给一组设备。属于多播组的设备将分配一个组播组IP地址（一群共同需求主机的相同标识）

  组播地址范围为224.0.0.0~239.255.255.255（D类地址），一个D类地址表示一个组播组。只能用作分组的目标地址。源地址总是单播地址

  1.组播数据报也是“尽最大努力交付”，不提供可靠交付，应用于UDP

  2.对组播数据报不产生ICMP差错报文

  3.并非所有D类地址都可以作为组播地址

硬件组播：

组播MAC地址 : 组播 IP地址需要使用相应的组播MAC地址 , 在本地网络中传输实际的数据帧 ;
组播MAC地址范围： 01-00-5E-00-00-00 ~ 01-00-5E-7F-FF-FF ;
组播 MAC 地址 : “01-00-5E” + IP 组播地址后 23位
注意：因为只使用了D类IP地址的后23位，所以即使两个主机IP前5位不同的情况下，但是后23位是完全相同的，那么在映射到MAC中是一样的，为了解决这种问题，就需要引入：IGMP和多播路由选择协议
数据报过滤 : 主机收到多播数据报后 ,还需要在IP层利用软件进行过滤 , 将不属于本主机的数据报丢弃

IGMP协议

IGMP协议（Internet Group Management Protocol，网际组管理协议）：让路由器知道本局域网上是否有主机（的进程）参加或退出了某个组播组。

IGMP有三种类型的报文：成员查询报文、成员报告报文、离开组报文。与ICMP类似，IGMP报文也是封装在一个IP数据报中传输的，其IP协议号为2.为了提高IGMP的效率，所有的IGMP报文都是以IP多播进行传送。

IGMP如何工作？

• 加入多播组：当一个主机要加入某个多播组时（实际上是主机上的应用程序要加入多播组），该主机会向本网络的路由器发送一个IGMP成员报告报文，成员报告中包含要加入的多播组的地址，多播路由器会维护一个多播组列表，该表记录了该路由器所知的在本网络中有多播组成员的多播组地址
• 监视成员变化： 多播路由器会每隔125s发送一次成员查询报文，然后将查询到的活跃主机发送给其他组播成员，考虑到一个多播组不止一个多播路由器，所以采用选举算法在每个网络中推选一个查询路由器来方式查询报文。
• 离开多播组：主机要离开多播组时，可主动发送一个离开组报文而不必等待路由器的查询。

组播路由选择协议

组播路由选择协议：目的是找出以源主机为根节点的组播转发树

树形结构作用：构造树可以避免在路由器之间兜圈子

不同多播组： 对不同的多播组对应不同的多播转发树；
相同多播组：同一个多播组，对不同的源点也会有不同的多播转发树

组播路由选择协议长使用的三种算法：
1.基于链路状态的路由选择

​ 2.基于距离-向量的路由选择

​ 3.协议无关的组播（稀疏/密集）

IP任播

     IP任播主要用于报警电话110与消防电话119系统。当拨打110或119时，其接收电话并不止一个，而是可以拨打到一个区域管辖范围内的所有公安或消防部门。这种机制的实现，就是IP任播技术IP任播是指为那些提供同一种服务的服务器配置同一个IP地址，并与最近的服务器进行通信的一种方法。适用于IPv4和IPv6应用：DNS根域名服务器，使用IP任播可以让更多的DNS根域名服务器散布到世界的各个角落。