ブロードキャストとマルチキャストとは？

ブロードキャストとマルチキャストの意味

ユニキャストが1対1、ブロードキャストが同一ネットワーク内の全ノードへの一斉送信、マルチキャストは参加を表明した特定グループだけへの送信。マルチキャストは同じデータを1本だけ流して分岐先で複製するため、多数の受信者へ配信する際に帯域を大幅に節約できる。

ブロードキャストとマルチキャストの具体例

社内へのライブ配信を1000人がユニキャストで見ると帯域は1000倍必要だが、マルチキャストなら経路上は1本で済む。受信者はIGMPで参加を通知し、スイッチはIGMPスヌーピングで必要なポートにだけ転送する。ARPやDHCPの発見はブロードキャストで行われる。

ブロードキャストとマルチキャストは試験でどう引っ掛けられる？

ブロードキャストはルータを越えず、同一ブロードキャストドメイン内にとどまるため、セグメントを分ければ影響範囲は限定される。逆にVLANを大きく作りすぎるとブロードキャストストームで全体が停止する。マルチキャストの受信管理にはIGMPが使われ、IPv6ではブロードキャストが存在せずマルチキャストで置き換えられる点も押さえる。

ブロードキャストとマルチキャストと関連する用語

• ネットワーク中継装置（リピータ・ブリッジ・ルータ・ゲートウェイ）
• スイッチとVLAN
• IPv6と移行技術
• コリジョンドメインとブロードキャストドメイン

ブロードキャストとマルチキャストが出た過去問

• TCP/IPネットワークにおけるARPの説明として、適切なものはどれか。

  正解：IPアドレスからMACアドレスを得るプロトコルである。

  要点：ARPはIPアドレスからMACアドレスを解決する

  ARP（Address Resolution Protocol）は、同一のネットワーク内で通信相手のIPアドレスに対応するMACアドレスを問い合わせるプロトコルです。ブロードキャストで「このIPアドレスの持ち主は誰か」と尋ね、該当ホストが自分のMACアドレスを返します。得られた対応はARPテーブルに一定時間保持され、毎回の問合せを省きます。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• IPアドレス208.77.188.166は、どのアドレスに該当するか。

  正解：グローバルアドレス

  要点：プライベートは10/8・172.16/12・192.168/16の3範囲だけ

  プライベートアドレスは 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16 の3つの範囲に限られます。208.77.188.166 はいずれにも含まれず、またマルチキャストに使われる 224.0.0.0〜239.255.255.255 の範囲にも入りません。したがってインターネット上で一意に割り当てられるグローバルアドレスです。

  出典：平成28年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• IPv4においてIPアドレスからMACアドレスを取得するために用いるプロトコルはどれか。

  正解：ARP

  要点：ARPはIPアドレスからMACアドレスを求める

  ARPは、通信相手のIPアドレスから同一ネットワーク上のMACアドレスを求めるプロトコルである。IPアドレスを含む問合せをブロードキャストし、該当する機器が自分のMACアドレスを返す仕組みになっている。

  出典：平成29年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問34（IPA）

• ブロードキャストストームの説明として，適切なものはどれか。

  正解：ネットワークスイッチ間にループとなる経路ができることによって，特定のイーサネットフレームが大量に複製されて，通信が極端に遅くなったり通信できなくなったりすること

  要点：ブロードキャストストームはループでフレームが無限に複製される現象

  スイッチ間の配線がループになると、ブロードキャストフレームが経路を回り続けて次々に複製され、帯域とスイッチの処理能力を食いつぶす。これがブロードキャストストームで、スパニングツリープロトコルなどでループを論理的に切断して防ぐ。

  出典：平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問35（IPA）

• イーサネットで用いられるブロードキャストフレームによるデータ伝送の説明として，適切なものはどれか。

  正解：同一セグメント内の全てのノードに対して，送信元が一度の送信でデータを伝送する。

  要点：ブロードキャストは一度の送信でセグメント内全ノードに届く。

  ブロードキャストフレームは宛先MACアドレスをすべてのビットが1の特別な値にしたフレームで、送信元が1回送出するだけで同一セグメント内の全ノードがそれを受信する。ノードごとに繰り返し送る必要はない。特定の複数ノードだけを対象にする場合はマルチキャストを使う。

  出典：平成30年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問33（IPA）