5.2.2 多媒体传输网络的连接方式

1.数据通信的连接方式

数据通信有两种不同的连接方式：面向连接和面向无连接。

（1）面向连接方式（Connection-oriented）：在发送任何数据之前，要求建立链路连接，然后才能开始传送数据，传送完成后需要释放（拆除）连接。这种“建立连接—传送数据—释放连接”的方法通常称为面向连接方式，是一种可靠的网络传输业务，可以保证数据包以相同的顺序到达。

（2）面向无连接方式（Connectionless）：面向无连接简称无连接，发送方和接收方之间不需建立链路连接。发送方只要向目的地发送数据分组即可，无须关注接收方是否在线上。这与手机发短信非常相似，发短信时，只需要输入对方手机号就可以了。

无连接服务的优点是通信比较迅速，使用灵活方便，连接开销小；但是不能防止报文丢失、重复或失序。

2.通信模式

当前的网络有三种通信模式：单播、广播、组播（多播），其中组播推出的时间最晚，它同时具备单播和广播的优点，最具有发展前景。

（1）单播（Unicast）：主机之间“一对一”的通信模式。网络中的交换机和路由器对数据只进行转发不进行复制，它们根据其目标地址选择传输路径，将IP单播数据传送到其指定的目的地，如果10个客户机需要相同的数据，则需要重复10次相同的工作，逐一传送。现在的网页浏览全部都是采用IP单播协议。

（2）广播（Broadcast）：是“一机对所有”的通信模式。网络对连接的任何一台主机发出的信号都进行无条件复制并转发，所有其他主机都可以接收到全部信息（不管是否需要），由于其不用路径选择，所以它的网络成本可以很低廉。

有线电视网就是典型的广播型网络，电视机实际上是接收到所有频道的信号，但只将一个频道的信号还原成画面。

在数据网络中也允许广播通信模式的存在，但其被限制在二层交换机的局域网范围内，禁止广播数据穿过路由器，防止广播数据影响大面积的主机。

广播的优点：

1）网络设备简单，维护简单，布网成本低廉。

2）服务器不用向每个客户机单独发送数据，所以服务器流量负载极低。

广播的缺点：

1）无法针对每个客户提供个性化服务。

2）服务器提供的数据带宽有限，客户端的最大带宽=服务总带宽。

3）禁止在Internet宽带网上广播传输。

（3）组播（Multicast）：组播又称多播，是“一机对一组”之间的通信模式，也就是加入了同一个组的主机可以接收到此组内的所有数据。网络中的交换机和路由器只向有需求者复制并转发其所需数据。网络上的主机可以向路由器请求加入或退出某个组，网络中的路由器和交换机只将组内数据传输给那些加入组的主机。这样既能一次将数据传输给多个有需要（加入组）的主机，又能保证不影响其他不需要（未加入组）的主机的其他通信。

组播的优点：

1）共享一条数据流，节省了服务器的负载；需要相同数据流的客户端加入相同的组，具备广播的优点。

2）组播协议是根据接收者的需要对数据流进行复制转发，所以服务端的服务总带宽不受客户接入端带宽的限制。

3）可以提供的服务非常丰富，IPv4协议允许有2亿6千多万个（268435456）组播。

4）和单播一样，组播允许在Internet宽带网上传输。

组播的缺点：

1）没有纠错机制，发生丢包、错包后难以弥补，但可以通过一定的容错机制和QoS加以弥补。

2）现行网络虽然都支持组播传输，但在客户认证、QoS等方面还需要完善，这些缺点在理论上都有成熟的解决方案，只是需要逐步推广应用到现存网络当中。

组播和单播的区别：为了让网络中的多个主机可以同时接收到相同的报文，如果采用单播的方式，那么源主机必须不停地产生多个相同的报文来进行发送，对于一些对时延很敏感的数据，在源主机要产生多个相同的数据报文后，再产生后续的多个相同的数据报文，通常是无法容忍的。对于一台主机来说，同时不停地产生多个相同报文也是一个很大的负担。如果采用组播的方式，源主机只需要发送一个报文就可以到达每个需要接收的主机上。

组播和广播的区别：如同上个例子，当有多台主机想要接收相同的报文，广播采用的方式是把报文传送到局域网内每个主机，不管这个主机是否对报文感兴趣，这样做就会造成了带宽的浪费和主机的资源浪费。而组播有一套对组员和组之间关系维护的机制，可以明确地知道在某个子网中，是否有主机对这类组播报文感兴趣，如果没有就不会把报文进行转发，并会通知上游路由器不要再转发这类报文到下游路由器上。