ブロードキャストとマルチキャスト通信とは？

IPプロトコルの通信方式には、1対1でデータのやり取りをする通信以外に、ブロードキャストとマルチキャスト方式があります。記事では、これらの通信方法や、ブロードキャストで主に使われているプロトコルの動作などを、分かりやすく紹介しています。

ブロードキャストとは？

IPプロトコルの通信方式は、1対1でデータのやり取りをする通信を連想しますが、それ以外の通信形態もあります。

ユニキャストは、1対1で行う通信です。これに対して、同じLANに接続している全てのコンピュータにデータを届ける通信方式を、ブロードキャストと呼びます。

ブロードキャストの代表的なプロトコルは、ARPとDHCPの2つです。
まづ、ARPから紹介します。

インターネット通信では、宛先の指定はIPアドレスで行われます。一方で、LAN内の機器の特定は、MACアドレスで指定されます。

つまり、LANの入口で、IPアドレスとMACアドレスを対応する仕組みが必要です。

この時、コンピュータはIPアドレス内のネットワークアドレスを見て転送先を決めます。

この時、ネットワークアドレスが自分と同じなら、送信先は、イーサネットなどで既に接続していると判断します。そして、IPアドレスから、MACアドレスを導き出すための動作をします。

しかし、自分のネットワークアドレスと違う時には、IPパケットは、次のルータに引き渡します。続いて、ルータのIPアドレスから、MACアドレスを入手します。

このような一連の動作に使われるプロトコルをARP（Address Resolution Protocol）と呼びます。

ARP（アープ）によってIPアドレスからMACアドレスを入手した場合は、コンピュータは、次のように動作します。

MACアドレスを宛先に指定したイーサネットフレームで、IPパケットを宛先のコンピュータに送信します。

DHCPは、Dynamic Host Configuration Protocolの頭文字です。これは、ネットワークに接続したコンピュータに、ネットワーク設定情報を自動的に配布するための仕組みの事です。

DHCPを使う場合は、次の事柄が前提です。それは、コンピュータにDHCPクライアント機能が搭載されていて、DHCPサーバーが設置されていることです。

DHCPが使用できる環境なら、コンピュータをネットワークに接続する情報は、ほぼ準備されています。

尚、一般的には、ルータ内にDHCPサーバー機能が備わっています。

そのため、小規模LANや家庭で使用する場合は、DHCPサーバーを準備しなくても自動ネットワーク設定を活用できます。

ブロードキャストによる送信は、次の2つの方法です。

リミテッドブロードキャストアドレス
宛先のIPアドレスを、255.255.255.255にしてパケットを送信する。こうすることで、同じイーサネット内にある全てのコンピュータに届けられます。
ディレクテッドブロードキャストアドレス
これは、IPアドレスのホスト部を全て1にしてパケットを送信するものです。

ディレクテッドブロードキャストアドレスの場合は、他のネットワークのコンピュータに送信することも可能です。但し、一般的には、ルータはブロードキャスト通信を禁止しているため、他のネットワークには送信されません。次に、マルチキャストについて紹介します。