IPマルチキャストの仕組みと配信

IPマルチキャストは、一つの送信元から、特定のグループに参加している複数の受信ホストへ同じパケットを配送する通信方式である。送信元は受信者ごとに個別のコピーを作らず、ネットワークが必要な分岐点でパケットを複製する。映像配信や経路情報の通知など、同じデータを多数の相手に送る場面で用いられる。

アドレス体系とグループの識別

IPv4のマルチキャストアドレスには、クラスDの範囲（224.0.0.0から239.255.255.255まで）が使われる。 クラスDのアドレスでは、先頭4ビットが1110となり、残りの28ビットがマルチキャストグループを識別するために用いられる。

イーサネット上では、IPv4マルチキャストのMACアドレスは先頭24ビットが01-00-5Eで、IPアドレスの下位23ビットを写して作られる。IPアドレスの5ビットはMACアドレスに反映されないため、複数のグループが同じMACアドレスに対応することがある。ブロードキャストアドレスはマルチキャストとは別の仕組みであり、両者を区別して理解する必要がある。

グループ管理と経路制御のプロトコル

ホストがグループへの参加や離脱をルータに知らせる仕組みがIGMPである。ルータはIGMPにより、そのLANに参加中のホストが存在するかを確認する。IGMPはローカルセグメント内で動作し、ホストとルータの間でグループの情報をやり取りする。

IGMPv2とIGMPv3では、受信の指定方法が異なる。IGMPv3では、グループアドレスに加えてソースのIPアドレスを組み合わせて受信対象を指定できる。このため、特定の送信元からのパケットだけを受信するといった制御が可能になる。

ルータ間の経路制御にはPIMなどのマルチキャストルーティングプロトコルが用いられる。一方、RIP-2は隣接するルータへ経路更新情報を送る際に、マルチキャストアドレス224.0.0.9を使用する。