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计算机网络的三种通讯模式(单播,广播,组播)小结

2018年04月18日 经验杂谈 暂无评论 阅读 1,343 次

1.单播(Unicast)

单播在发送者和每一接收者之间实现点对点网络连接。 如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同
的数据,也必须相应的复制多份的相同数据包。如果有大量主机希望获得数据包的同一份拷贝时, 将
导致发送者负担沉重、延迟长、网络拥塞;为保证一定的服务质量需增加硬件和带宽。

“单播”可以理解为一个人对另外一个人说话,,此时信息的接收和传递只在两个节点之间进行,参见图1。


 
单播的优点:
1)服务器及时响应客户机的请求
2)服务器针对每个客户不通的请求发送不通的数据,容易实现个性化服务。
单播的缺点:
1)服务器针对每个客户机发送数据流,服务器流量=客户机数量×客户机流量;在客户数量大、每个客户机流量大的流媒体应用中服务器不堪重负。
2)现有的网络带宽是金字塔结构,城际省际主干带宽仅仅相当于其所有用户带宽之和的5%。如果全部使用单播协议,将造成网络主干不堪重负。现在的P2P应用就已经使主干经常阻塞。而将主干扩展20倍几乎是不可能。


2.广播(Broadcast)

广播是指在IP子网内广播数据包,所有在子网内部的主机都将收到这些数据包。 广播意味着网络向子
网每一个主机都投递一份数据包,不论这些主机是否乐于接收该数据包。所以广播的使用范围非常小,
 只在本地子网内有效,通过路由器和交换机网络设备控制广播传输。

“广播”可以理解为一个人通过广播喇叭对在场的全体说话,这样做的好处是通话效率高,信息一下子就可以传递到全体,如图2所示。


 
广播的优点:
1)网络设备简单,维护简单,布网成本低廉
2)由于服务器不用向每个客户机单独发送数据,所以服务器流量负载极低。

广播的缺点:
1)无法针对每个客户的要求和时间及时提供个性化服务。
2)网络允许服务器提供数据的带宽有限,客户端的最大带宽=服务总带宽。例如有线电视的客户端的线路支持100个频道(如果采用数字压缩技术,理论上可以提供500个频道),即使服务商有更大的财力配置更多的发送设备、改成光纤主干,也无法超过此极限。也就是说无法向众多客户提供更多样化、更加个性化的服务。
3)广播禁止允许在Internet宽带网上传输。


3.组播(Multicast)

组播在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。 如果一台发送者同时给多个的接收者传输
相同的数据,也只需复制一份的相同数据包。它提高了数据传送效率。减少了骨干网络出现拥塞的
可能性。

“多播”可以理解为一个人向多个人(但不是在场的所有人)说话,这样能够提高通话的效率。如果你要通知特定的某些人同一件事情,但是又不想让其他人知道,使用电话一个一个地通知就非常麻烦,而使用日常生活的大喇叭进行广播通知,就达不到只通知个别人的目的了,此时使用“多播”来实现就会非常方便快捷,但是现实生活中多播设备非常少。多播如图3所示。


 
组播的优点:
1)需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流,节省了服务器的负载。具备广播所具备的优点。
2)由于组播协议是根据接受者的需要对数据流进行复制转发,所以服务端的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制。IP协议允许有2亿6千多万个组播,所以其提供的服务可以非常丰富。
3)此协议和单播协议一样允许在Internet宽带网上传输。

组播的缺点:
1)与单播协议相比没有纠错机制,发生丢包错包后难以弥补,但可以通过一定的容错机制和QOS加以弥补。
2)现行网络虽然都支持组播的传输,但在客户认证、QOS等方面还需要完善,这些缺点在理论上都有成熟的解决方案,只是需要逐步推广应用到现存网络当中。


IP网络的多播一般通过多播IP地址来实现。多播IP地址就是D类IP地址,即224.0.0.0至239.255.255.255之间的IP地址。IP组播地址前四位均为1110。
八位组(1) 八位组(2) 八位组(3) 八位组(4)
1110XXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX
单播可以看作仅包括一台机器群组的组播;广播可以看作包含了所有机器群组的组播.组播出现时间最晚但同时具备单播和广播的优点,最具有发展前景。

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