《TCP/IP详解》学习笔记-第12~16章 广播/多播/IGMP/DNS/TFTP/BOOTP

1、广播

三种 I P地址：单播地址、广播地址和多播地址。

广播和多播仅应用于 U D P。

每个以太网帧包含源主机和目的主机的以太网地址（4 8 b i t） 。

（1）通常每个以太网帧仅发往单个目的主机，目的地址指明单个接收接口，因而称为单播。
（2）一个主机要向网上的所有其他主机发送帧，这就是广播。
（3）多播(multicast)  处于单播和广播之间：帧仅传送给属于多播组的多个主机。

四种 I P广播地址：

（1）受限的广播：受限的广播地址是255.255.255.255。该地址用于主机配置过程中IP数据报的目的地址。主机可能还不知道它所在的网络的网络掩码，甚至连它的IP都不知道。
（2）指向网络的广播：指向网络的广播地址是主机号全为1的地址。A类网络广播地址为netid 255.255.255.其中netid为A类的网络的网络号。
（3）指向子网的广播：指向子网的广播地址为主机号全为1且有特定子网号的地址，作为子网直接广播地址的IP地址需要了解子网的掩码。
（4）指向所有子网的广播：指向所有子网的广播地址的子网号及主机号为全1。

2、多播

广播可以说是多播的特例，多播就是给一组特定的主机（多播组）发送数据，这样，数据的播发范围会小一些(实际上播发的范围一点也没有变小)，多播的MAC地址是最高字节的低位为1，例 如01-00-00-00-00-00。多播组的地址是D类IP，规定是224.0.0.0-239.255.255.255。

IP多播提供两类服务：

1、向多个目的地址传送数据
2、客户对服务器的请求（如BOOTP协议）

多播的数据还是要通过数据链路层进行MAC地址绑定然后进行发送。

3、IGMP：Internet组管理协议

IGMP是用于支持主机和路由器进行多播的网际组管理协议。它让一个物理网络上的所有系统知道主机当前所在的多播组。正如 I C M P 一样， I G M P 也被当作 I P 层的一部分。I G M P报文通过 I P数据报进行传输。

长度为8字节的I G M P报文格式：

IGMP的作用在于，让其他所有需要知道自己处于哪个多播组的主机和路由器知道自己的状态。

4、DNS：域名系统

域名系统（ D N S）是一种用于 T C P / I P应用程序的分布式数据库，它提供主机名字和 I P 地址之间的转换及有关电子邮件的选路信息。

由解析器以及域名服务器组成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。DNS使用TCP与UDP端口号都是53，主要使用UDP，服务器之间备份使用TCP。

域名解析过程：当某个应用进程需要将主机名解析为IP地址时，该应用进程就调用解析程序，并成为DNS的一个客户，将待解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP数据报方式发给本地域名服务器。本地域名服务器在查找域名后，将对应的IP地址放在回答的报文中返回。应用进程获得目的主机的IP地址后即可进行通信。

DNS高速缓存：为了减少Internet上的DNS的通信量，所有的名字服务器均使用高速缓存，存放最近用过的名字以及从何处获得名字映射信息的记录。

5、TFTP：简单文件传送协议

是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议，基于UDP实现。提供不复杂、开销不大的文件传输服务。端口号为69。

TFTP适合于只读存储器，仅用于无盘系统进行系统引导。它只使用几种报文格式，是一种停止等待协议。

TFTP的工作过程：发送完一个文件块后就等待对方的确认，确认时应指明所确认的块号。发送完数据后在规定时间内收不到确认就要重发数据PDU，发送确认PDU的一方若在规定时间内收不到下一个文件块，也要重发确认PDU。这样保证文件的传送不致因某一个数据报的丢失而告失败。

6、BOOTP：引导程序协议

BOOTP是一个基于IP/UDP协议的协议，它可以让无盘站从一个中心服务器上获得IP地址，为局域网中的无盘工作站分配动态IP地址，并不需要每个用户去设置静态IP地址。

BOOTP 请求和应答均被封装在 U D P数据报中：