一、四种通信方式摆一起

这四个词的区别只有两点：配在几台上、收到的是谁

第四行最容易和第三行混：多播是「发给一组，组里所有人都收到」； 任播是「一组人共用一个名字，但每次只有一个人接电话」。 换句话说：多播是「广播找人」，任播是「总机转接」。 任播不需要任何新协议：它就是「同一个地址配在多处，让路由协议自己去选」。 所以它是个「用路由实现的服务分发」，不是一种新的传输方式。

二、根服务器为什么需要它

DNS 根服务器只有 13 个地址（a 到 m），但全世界实际有上千个实例在跑。 它们共用那 13 个地址，靠 BGP 各自宣告「我这儿也有这个地址」。 为什么要限制成 13 个：早期 DNS 的响应包要装进 512 字节的 UDP 里， 13 个地址的列表正好塞得下，再多就放不进去了。 所以这个数字是「协议约束」的结果，不是「设计者觉得 13 好」。 把上千个实例塞进 13 个地址，好处立刻出来：查询会被路由带到「离你最近」的那台， 而客户端完全不知道、也不需要知道自己是连到了哪台。

三、三个好处

第一是就近：路由表本来就选「最短路径」，所以任播等于「免费拿到了一个全局负载均衡」。 不需要 DNS 轮询，不需要 GSLB，不需要在客户端装任何东西。 第二是抗攻击：攻击流量会被路由分散到各个实例上，而不是全砸在一台上。 这里要说清一个常见的误解：任播并不能「让攻击消失」，它只是「把压力摊开」， 被集中的那一个实例照样会被打垮。 第三是能搬：换机房、换 IP，只要把 BGP 宣告撤掉再在新地方宣告， 客户端配置一个字都不用改。 这一点对「根服务器」这种「配置写死在全世界几百万台设备里」的东西，价值极大。

四、代价：排障变难，会话会漂

第一个代价是「同一个地址在不同地方连到不同的机器」： 所以「我这里能通、你那里不通」是正常现象，不能简单归因为「服务器挂了」。 做全球服务时，这一点经常让人困惑半天。 第二个代价更硬：路由一变，后续的包可能送到另一台机器上。 对于「一问一答」的 DNS，这没关系——一个查询一个响应，完事就结束。 但对于「长时间保持的 TCP 连接」，这就是灾难： 新机器上没有这条连接的上下文，只能回一个 RST。 所以任播适合「无状态、短交互」的服务（DNS、NTP、CDN 的入口）， 不适合「有状态、长连接」的服务， 除非后端把状态共享出去—— 这就是为什么有些任播服务「看起来只是一个地址」，背后其实是一整套同步机制。

五、动手 Demo：任播，一个地址很多台机器

算一下 13 个根地址平摊到 1000 个实例，一个地址对应几个节点。 再看单播、多播、任播三者的差别。

roots, inst = 13, 1000
print('%d 个地址，约 %d 个实例，平均一个地址 %d 个节点'
      % (roots, inst, inst // roots))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
任播，一个地址很多台机器
--------------------------------------------------------------------
**任播是「同一个地址配在多台机器上，路由负责送到最近的那台」。**
**它和多播的区别是「只要一台」，和单播的区别是「可以是很多台里的任意一台」。**

  类型         配在几台上     实际收到的是
  -------------------------------------------
  **单播**     **一台**       **唯一**
  **多播**     **一组**       **全部**
  **任播**     **一组**       **最近的一台**

**最著名的例子是 DNS 根服务器**：**全球只有 13 个根地址（a 到 m），但实际有上千个实例。**
**它们共用那 13 个地址，靠 BGP 宣告「我这儿也有」。**

**算一下这个设计的好处**：
**13 个地址、约 1000 个实例，平均一个地址 76 个节点。**
**好处有两个**：**一是「就近响应」**（路由自动选近的）；
**二是「抗攻击」**（打掉一个还有别的，而且换 IP 都不用改根配置）。**

**代价是「排障变难」**：**同一个地址在不同地方连到不同的机器**，
**所以「我这里能通、你那里不通」是正常现象**，**不能简单归因为「服务器挂了」。**
**这一点在做全球服务时经常让人困惑。**

76 这个数说明「一个根地址背后是一群机器」： 有人以为「根服务器只有 13 台」，其实「地址只有 13 个，机器有上千台」。 这个误会很常见，也很要命——因为它会让人以为「打掉一台就断半个互联网」。 「平均 76 个」也说明了任播的另一个特性： 你有多少实例，取决于「你在多少个地方宣告了这个地址」，而不是「协议允许几个」。 所以扩容任播服务，本质上就是「在更多机房宣告同一个前缀」。 最后一句提醒：任播的「最近」是按路由跳数算的，不是按地理距离： 所以「离你最近的那台」有时候会绕远——这是「任播性能不符合直觉」的主要原因。

30 秒实验

1. 想一下：任播和多播，收到的分别是「全部」还是「一台」？
2. 算一下：2000 个实例共用 13 个地址，平均一个地址几个节点？
3. 想一下：为什么长连接的 TCP 服务不适合直接上任播？

常见误区

1. 以为「根服务器只有 13 台机器」。 是 13 个地址、上千个实例，靠任播共用一个地址。
2. 以为「任播能挡住攻击」。 它只是把流量摊开，被集中的那个实例照样会垮。
3. 以为「任播靠地理距离选最近」。 它靠路由度量，所以偶尔会绕远。

下一节讲「带宽不够的时候，谁先走」：通信质量控制。

• ☐ （本节完，下一节 5.8.3 通信质量控制）

相关笔记

• IP多播相关技术
• IP地址与路由控制
• 通信质量控制
• 📚 图解TCP／IP · 索引