前言
网络中传输数据的方式有许多种，如果一个设备想要将数据发往特定的几个目的地，但是这几个地址都属于不同的网络环境，如果我们使用单播方式一个一个的发送对于设备而已负担太大，类似直播的方式，如果直播源通过单播的方式给所有的观众发送直播数据那么不管多牛的机器都耗不起，而广播又出不了广播域即无法逃出路由器的限制，因此我们需要组播的传输方式来帮助我们解决这个问题。
IP组播是单一的信息流被同时发送给一组用户，相同的组播数据流在每一条链路上最多仅有一份，从而降低了带宽的消耗。随着Internet网络的不断发展，网络中交互的各种数据、语音和视频信息越来越多，同时新兴的电子商务、网上会议、网上拍卖、视频点播、远程教学等服务也在逐渐兴起。这些服务大多符合点对多点的模式，对信息安全性、有偿性、网络带宽提出了较高的要求。
IP传输的三种方式
| IP单播 | 数据以一个单播地址为目的地址进行传输 |
|---|---|
| IP组播 | 数据以一个组播地址为目的地址进行传输 |
| IP广播 | 数据以一个广播地址为目的地址进行传输 |
用户主机能够识别的IP地址分为三类
| 单播IP地址 | 一个单播IP地址只能标识一个用户设备，一份使用单播IP地址为目的地址的数据只能被一个用户接受 |
|---|---|
| 组播IP地址 | 一个组播IP地址能标识不同网络位置的多个用户设备，一份使用组播IP地址为目的地址的数据能被不同网络位置的多个用户接受 |
| 广播IP地址 | 一个广播IP地址能标识一个网段的所有用户设备，一份使用广播IP地址为目的地址的数据能够被该网段内的所有用户接受，但是不能跨网段传播。 |
传统的点到点业务
服务器为单个用户提供服务，采用单播的方式传输数据，不同数据之间存在着差异，类似电子邮件服务，WEB网页服务，网上银行服务等。
点到多点的服务
服务器为一组用户提供服务，采用组播的方式传输数据，不同用户之间的数据无差异，类似直播，网络电视，视频会议等。
单播方式部署点到多点应用
由于采用了单播的方式，因此每个用户都需要一个单播流量，且流量全部为重复流量，这样就导致重复流量过多，严重消耗设备和链路的带宽资源。
广播方式部署点到多点应用
服务器会向对应网段内所有的设备发送服务，不管有没有需要，并且没法保证数据的安全性，只要是区域内的设备都能轻松接收到组播源的数据。
组播方式部署点到多点应用
对于组播方式来说，单一数据流发送给一组的用户，数据会在尽可能远的路由节点进行复制分发，无重复流量，且节省了设备的带宽资源，而且组播的方式使得数据只有该组播组成员能接收到，其他的设备无法收到数据，挺高了安全性。因此我们多用组播方式来建立点到多点的部署。
组播的框架
| 组播技术 | 关注事项 |
|---|---|
| 主机接入 | 哪里有组播接收者？ |
| 组播源发现技术 | 从哪里可以获得组播数据？ |
| 组播寻址机制 | 将组播数据传输到哪里？ |
| 组播路由 | 如何传输组播信息？ |
在实际传输过程中：
| 组播源到路由器 | 组播源生成组播数据，完成数据封装并发送给网关路由器。 |
|---|---|
| 路由器到路由器 | 路由器根据接收者的分布情况有选择地对数据进行复制和转发。 |
| 路由器到接收端 | 路由器收到组播数据并发送给相应的接收者。 |
组播源到路由器
在单播数据中，我们需要封装对端IP，MAC地址和本端IP，MAC地址，这些都可以通过各种手段获得，但是在我们的组播中，目的IP，MAC地址不再是单一的目的地址，而是一个组的地址，因此如何确定组播IP地址与MAC地址是一大重点。
组播IP地址
一个组播IP地址并不是表示具体的某台主机，而是一组主机的集合，主机声明加入某组播组即标识自己
| 范围 | 含义 |
|---|---|
| 224.0.0.0—224.0.0.255 | 为路由协议预留的永久组地址 |
| 224.0.1.0—231.255.255.255 , 233.0.0.0—238.255.255.255 | Any-Source临时组播组地址 |
| 232.0.0.0—232.255.255.255 | Source-Specific临时组播组地址 |
| 239.0.0.0—239.255.255.255 | 本地管理的Any-Source临时组播组地址 |
IP组播常见模型分为ASM模型和SSM模型。
ASM全称为Any-Source Multicast，译为任意源组播。在ASM模型中，任意发送者都可以成为组播源，向某组播组地址发送信息。接收者加入该组播组后，能够接收到发往该组播组的所有信息。在ASM模型中，接收者无法预先知道组播源的位置，接收者可以在任意时间加入或离开该组播组。
SSM全称为Source-Specific Multicast，译为指定源组播。在现实生活中，用户可能仅对某些源发送的组播信息感兴趣，而不愿接收其它源发送的信息。SSM模型为用户提供了一种能够在客户端指定信源的传输服务。SSM模型和ASM模型的根本区别是接收者已经通过其他手段预先知道了组播源的具体位置。SSM和ASM使用不同的组播地址范围，直接在接收者和组播源之间建立组播转发树。
组播MAC地址
组播MAC地址，第一个字节的最后一位为1。
单播MAC地址，第一个字节的最后一位为0。
IANA规定，IPv4组播MAC地址的高24位为0x01005e，第25位固定为0。
组播IP地址与MAC地址的映射
为了使组播源和组播组成员进行通信，需要提供网络层组播，使用IP组播地址。同时，为了在本地物理网络上实现组播信息的正确传输，需要提供链路层组播，使用组播MAC地址。组播数据传输时，其目的地不是一个具体的接收者，而是一个成员不确定的组，所以需要一种技术将IP组播地址映射为组播MAC地址。
组播地址前24位固定为01-00-5E，且第25位为0，后续的23位则从我们的组播IP地址后23位截取过来，就成了我们的组播MAC地址。
但这也产生一个问题，那就是只要后23位相同的组播IP地址，他们的组播MAC地址将完全相同，但是IETF认为同一个局域网中两个或多个组地址生成相同的MAC地址的几率非常低，不会造成太大的影响。
