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と呼ばれる方式があります。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、極力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てしまいますが、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には、ARPとDHCPの2つがあります。
ARPとは？
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。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のことを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アドレスを入手すると、コンピュータは、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とは？
DHCPは、Dynamic Host Configuration Protocolの頭文字で、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を使うためには、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が前提です。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ための情報は、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るため、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。
ブロードキャストの送信方法
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が、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。
マルチキャストとは？
マルチキャストは、あるグループ内の特定のコンピュータ群だけにデータを送信する方式です。
マルチキャストに用いられるアプリケーションは、テレビ会議や映像配信、音声配信などです。
IPマルチキャスト技術を使うと、1対1で送信するよりも、ネットワークへの特別な負荷をかけないで特定のコンピュータ群に映像信号や音声信号を送ることができます。
まとめ
ブロードキャストは、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です。代表的なプロトコルには、ARPとDHCPがあります。
マルチキャストは、あるグループ内の特定のコンピュータ群だけにデータを送信する通信方式です。
IPマルチキャスト技術は、1対1で送信するユニキャスト方式よりも、ネットワークへの負荷をかけないで特定のコンピュータ群に信号を送信できます。
