多播省的是「源端重复发送」，不是「链路带宽」。 没有 IGMP、PIM、IGMP Snooping 三样，多播会退化成广播。
上一节讲「把包包一层」，这一节讲「一份数据送给很多人」。 这个技术在运营商 IPTV 里天天用，在企业网里却很少——原因值得想清楚。
一、三种送法的账
同一路视频要送给 100 个人，三种送法的代价完全不同。
方式 源端要发 链路上有几份 谁能收到
单播 收件人数 × 码率 100 份 指定的 100 人 广播 1 份 1 份（同一广播域） 所有人，包括不关心的 多播 1 份 1 份（按需分叉） 加入组的那些人
单播的瓶颈在源端：源端上行要扛住「人数 × 码率」，100 个人看 4 Mbps 就要 400 Mbps 上行。 多播只要 4 Mbps。
广播与多播都只发一份，差别在「谁能收到」：广播送给所有人然后各自丢掉，多播只送给要的人。 所以广播不能替代多播——它省了源端，却没省链路。
二、多播地址与 MAC 的映射
IPv4 多播地址是 224.0.0.0/4，也就是 224 到 239 开头这一段。 其中 224.0.0.0/24 是本地链路保留，路由器不转发。
映射到 MAC 的规则是固定的：取 01:00:5E 作前缀，加一位 0，再取 IP 地址的低 23 位。
问题就在这 23 位：IP 多播有 28 位可用，MAC 只放得下 23 位， 所以 32 个不同的多播组会映射到同一个 MAC。 网卡层面分不清，只能靠 IP 层再过滤一次。
三、三样协议缺一样就退化
一、IGMP：主机告诉本地路由器「我要这个组」，也告诉它「我不要了」。 没有它，路由器不知道该往这个网段送什么。 二、PIM：路由器之间建多播分发树。没有它，多播包只会在本地网段打转，出不了这台路由器。 三、IGMP Snooping：二层交换机要偷看 IGMP 报文，才知道哪个端口有人要这个组。 没有它，多播会被当成广播泛洪到所有端口。
三样缺任何一样，多播就退化成广播：所有设备都收到，然后自己丢掉。 表现是「能看，但网络里全是冗余流量」——而且很难查，因为业务是通的。
四、今天多播在哪用
运营商 IPTV 是最大的用户：一路直播频道送一栋楼，用多播比用单播省几十倍的城域网带宽。
企业网里用得很少，原因有三个：「需要一份数据送很多人」的场景不多；维护 PIM 的复杂度高； 而且今天的替代方案更好用——CDN、本地缓存、或者干脆用单播加应用层分发。
一条判断标准： 接收者在同一城域网内、数量上百、内容完全相同，才值得上多播。否则单播 + CDN 更省心。
五、动手 Demo：多播省了多少带宽，怎么算
这段按「100 个接收者看同一路 4 Mbps 视频」算三种送法的源端上行， 再算多播地址到 MAC 的映射冲突比例。
n, rate = 100, 4
P(u" 单播源端上行：%d Mbps。" % (n * rate))
P(u" 多播源端上行：%d Mbps。" % rate)
P(u" 相差 %d 倍。" % n)
实跑输出：
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多播省了多少带宽，怎么算
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**多播解决的问题是「一份数据送给很多人」**：单播要复制 N 份，多播只发一份。
**算一个典型场景**：100 个接收者看同一路 4 Mbps 的视频。
方式 源端要发 链路上有几份 源端上行
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单播 400 Mbps 100 400 Mbps
广播 4 Mbps 1 4 Mbps
多播 4 Mbps 1 4 Mbps
**单播要 400 Mbps 上行，多播只要 4 Mbps，差 100 倍。**
这就是多播存在的全部理由——**它省的是「源端的重复发送」，不是「链路带宽」。**
**广播那一行要看清**：它也只发一份，
**但广播会送到「所有」设备，包括不关心的那些。**所以广播不能替代多播。
**多播是「只送给要的人」，广播是「送给所有人」。**
**多播的代价在「要靠协议维护成员关系」**：
1. **主机要告诉路由器「我要这个组」**——IGMP。
2. **路由器之间要建多播分发树**——PIM。
3. **二层要抑制多播泛洪**——IGMP Snooping。
**三样缺一样，多播就会退化成广播**：所有设备都收到，然后自己丢掉。
**表现是「能看，但网络里全是冗余流量」。**
**最后一条现状**：多播在运营商 IPTV 里用得很多，
**但在企业网里用得很少**——因为「需要一份数据送很多人」的场景不多，
而维护多播的复杂度比省下的带宽更贵。**今天的替代方案常常是 CDN 或者「在接入层做本地缓存」。**
100 倍这个数字就是多播存在的全部理由， 但要注意它只省「源端上行」——链路上该占的带宽一分不少，只是不再重复。
MAC 映射冲突那段容易被忽略：32 个组共用一个 MAC， 所以「同一网段加入两个冲突的组」时，网卡会把两个组的包都收上来，再由 IP 层丢掉不需要的。 这就是「多播会多吃一点 CPU」的原因。
最后一条现状要老实说：多播是个「设计得很好但部署很麻烦」的技术。 它的复杂度主要不在协议，在「跨域、跨厂商、跨运维团队」的协同上。这也是为什么企业网宁愿用 CDN。
30 秒实验
- 查一下你的网络里有没有 IPTV，它用的是不是多播。
- 在交换机上看有没有开 IGMP Snooping。
- 用 ipconfig 看你的网卡有没有加入任何多播组。
常见误区
- 以为多播能省链路带宽。省的是源端重复发送。
- 以为多播等于广播。多播只送给加入组的人。
- 以为配了 PIM 就能用。没有 IGMP Snooping 会在二层泛洪。
自测三问（点开对答案）
1. 多播省下的是哪一部分带宽？ —— 源端的重复发送：单播要发 N 份，多播只发 1 份。 2. 为什么 32 个多播组会映射到同一个 MAC？ —— IP 多播有 28 位可用，MAC 只放得下 23 位。 3. IGMP Snooping 解决什么问题？ —— 让二层交换机知道哪个端口有人要这个组，避免多播泛洪成广播。下一节：路由选择讲完了，看路由器还能干什么——功能的分类。
- ☐ （本节完，下一节 03.06.01 路由器功能的分类）