一、三类发法

一张表说清：

单播占了互联网流量的绝大多数：你打开一个网页、看一个视频，本质都是「一对一」。 视频网站对一万人直播，服务端发的是一万份单播——除非它用了组播或 CDN 分发。 第二行那个地址最后一位是 255，这就是「本网段广播地址」： 它的算法是「网络部分不变、主机部分全 1」。 所以 192.168.3.0/24 的广播地址是 192.168.3.255，这个不是随便定的，是算出来的。

二、组播是订阅，不是投递

这一点是组播最难理解也最关键的地方：

第一行解释了组播的「无连接」性质：发送方只往一个地址发，不关心有没有人收。 没人收也不报错—— 这就是为什么「自发自收」的实验能成：本机加入了那个组，自己发的包自己也能收到。 第三行是组播能跨网段的原因：路由器要知道「哪个口下面有成员」，这靠 IGMP 协议维护。 没有 IGMP，路由器不知道该往哪转，组播就出不了本网段。 对比一下广播： 广播是「往本网段所有设备发」，路由器默认不转发——所以广播永远出不了本网段。 这也是「设备发现」这类功能偏爱组播的原因：它至少有机会跨过一个路由器。

三、为什么广播不能跨路由

不是技术上做不到，是「不敢」：

第一行是最直接的： 广播的本质是「发给所有人」，一旦允许跨网段，任何一个设备的广播风暴都会扩散到全网。 互联网的规模决定了这条线不能松。 第二行是数学问题：一个广播包进路由器，要从每个口各发一份，N 个口就是 N 份。 层级一多，包的数量指数级上涨。 所以「广播域」是被刻意限制的：一个 VLAN 就是一个广播域，路由器是广播域的边界。 这也解释了为什么大网络要划 VLAN——不划，广播就互相干扰。

四、动手 Demo：单播、广播、组播，三种发法

列出三类地址，再真发一个组播包看本机能不能自己收到。 「自发自收」能成，正好说明组播是订阅语义。

import socket, struct

GROUP, PORT = '239.255.255.250', 3702

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
s.bind(('', PORT))
mreq = struct.pack('4s4s', socket.inet_aton(GROUP),
                   socket.inet_aton('0.0.0.0'))
s.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, mreq)
print('加入组播组 %s：成功' % GROUP)

out = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
out.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_TTL, 1)
out.sendto(b'hello-multicast', (GROUP, PORT))

s.settimeout(2)
data, addr = s.recvfrom(1024)
print('自发自收：收到 %d 字节，来自 %s' % (len(data), addr[0]))
out.close()
s.close()

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
单播、广播、组播，三种发法
--------------------------------------------------------------------
**按接收端数量分，只有三类：一对一（单播）、一对全（广播）、一对多（组播）。**

  类型     发给谁           典型地址              用在什么场合
  ---------------------------------------------------------------------
  单播     一个确定地址     `192.168.3.1`         **绝大多数通信**
  广播     本网段全段       `192.168.3.255`       **ARP、DHCP**
  组播     一群订阅者       `239.255.255.250`     **视频流、设备发现**

下面真发一个组播包，看本机能不能自己收到：

  加入组播组 239.255.255.250：成功
  自发自收：收到 15 字节

**「自己发、自己收」这件事能成，说明组播的语义是「订阅」而不是「投递」**：
**发送方不知道有谁在听，接收方主动加入组。**

**广播和组播的关键区别**：
**广播只有同一网段能收到，路由器默认不转发；组播可以跨网段，但要路由器支持 IGMP。**
**所以「设备发现」这类功能常用组播而不是广播**——**它至少有机会跨过一个路由器。**

收到 15 字节，正好是 hello-multicast 的长度： 本机发出的包，被本机自己加入的那个组收到了。 这件事能成，说明组播的语义是「订阅」而不是「投递」—— 发送方不知道有谁在听，接收方主动加入组。 IP_MULTICAST_TTL 设成 1 表示「只在本网段」：每过一个路由器减 1，减到 0 就丢。 这和单播的 TTL 是同一个机制，只是组播默认值更小。 bind(('', PORT)) 里的空字符串表示「所有网卡都听」： 如果写成 127.0.0.1，就收不到组播包了——因为组播包是从真实网卡进来的。 这个细节是初学者最常踩的坑。

30 秒实验

1. 把 IP_MULTICAST_TTL 改成 0，看还能不能收到——0 表示不出本机。
2. 把 GROUP 改成 224.0.0.1（所有主机组），再跑一遍。
3. 算一下：192.168.3.152/24 的广播地址是多少？用「网络部分不变、主机部分全 1」自己算一遍。

常见误区

1. 以为组播是「一对多投递」。 它是订阅：发送方不知道有谁在听，接收方主动加入组。
2. 以为广播能跨路由器。 路由器默认不转发广播，广播域止于路由器——这是为了保护网络不被泛洪。
3. 以为组播和广播一样出不了本网段。 组播可以跨网段，前提是路由器支持 IGMP 并维护成员表。

下一节进入 1.8：地址——地址为什么必须唯一，又为什么必须分层。

• ☐ （本节完，下一节 1.8.1 地址的唯一性）

相关笔记

• 电路交换与分组交换
• 地址的唯一性
• 📚 图解TCP／IP · 索引