ブロードキャストの概念図
コンピュータネットワーク 、電気通信 、情報理論 において、ブロードキャスト (英 : Broadcast )とは、同じメッセージを複数の受信者に同時に転送することである。 ブロードキャストは、Message Passing Interface におけるブロードキャストのようなプログラムにおける高レベルの操作として実行する場合や、イーサネット 上のブロードキャストのような低レベルの操作の場合がある。
全対全通信 (all-to-all communication、オール・ツー・オール)は、各送信者がグループ内の全ての受信者にメッセージ を送信するコンピュータ通信の方法である[1] 。コンピュータネットワークにおいては、これはマルチキャスト によって行われることもある。全対全通信は、各送信側が1つの受信側と通信するポイント・ツー・ポイント 方式とは対照的である。
概要
コンピュータネットワークでは、ブロードキャストはネットワーク 上のすべてのデバイス (ノード )によって受信されるパケット を送信することを意味する[2] 。実際には、ブロードキャストの範囲はブロードキャストドメイン (英語版 ) に限定される。ブロードキャストは、ホスト が一意のIPアドレスで識別される他の単一のホストにデータグラム を送信するユニキャスト とは対照的である。
ブロードキャストは、各送信者が受信者ごとに異なる独自のメッセージの拡散を実行するall scatter と、同じメッセージを送信するall broadcast として実行できる[3] 。
大規模コンピュータクラスタ のデファクトスタンダード であるMessage Passing Interface (MPI)には、MPI_Alltoallメソッドがある[4] 。
全てのネットワーク技術がブロードキャストに対応しているわけではない。例えば、X.25 やフレームリレー はブロードキャスト機能を持っておらず、インターネット 全体にわたるブロードキャストも存在しない。ブロードキャストは、LAN 関連の技術、特にイーサネット やトークンリング に限定されている。ブロードキャストのパフォーマンスへの影響は、WAN ほど大きくはない。
IPv4 の後継技術であるIPv6 にも、ブロードキャスト機能は存在しない。ブロードキャストを使用する特定のサービスを利用するノードが少ししかない場合に、ネットワーク内の全てのノードを乱すことを防ぐためである。その代わりにマルチキャスト (概念的には1対多のルーティング)を使用する。ただし、マルチキャストでは、受信者は特定のマルチキャスト受信者グループに参加するノードに限定される。
イーサネットとIPv4のどちらも、ブロードキャストのパケットであることを示すために全ビットが1のブロードキャストアドレス を使用する。トークンリングでは、IEEE 802.2 制御フィールドで特別な値を使用する。
ブロードキャストは、Smurf攻撃 などのDoS攻撃 を実行するために悪用される可能性がある。攻撃者は、標的となるコンピュータの送信元IPアドレスを使用して偽のping 要求を送信する。これにより、標的となるコンピュータには、ドメイン内の全てのコンピュータからのping返信が大量に送られることになる。
使用例
IPネットワーク においては、新しい相手と通信を開始するにあたりIPアドレス からMACアドレス を取得する時に必ず使用される。通常のネットワークでは一定期間毎にIPアドレスとMACアドレスの対応表を更新するため、そのたびブロードキャストがネットワークに流れる。ブロードキャストはネットワークセグメント の全域に配信されるため、使用頻度が高いとネットワークに過大な負荷をかけてしまう。そのため、上位のネットワーク層で多用する事は推奨されない。上位層での利用としてはDHCP を通じてIPアドレス を取得したり、OSI参照モデル のアプリケーション層で相手先の名称が判明していても、IP 上での送信先のアドレスが解らないサーバ を探す場合に良く利用される(Windows Networkにおけるファイル共有が可能なマシンの探索など)。
関連項目
脚注
^ Encyclopedia of Parallel Computing, Volume 4 by David Padua 2011 ISBN 0387097651 page 43
^ Andrew Tanenbaum (2003). Computer Networks . p. 368. ISBN 0-13-066102-3
^ Interconnection Networks by Jose Duato, Sudhakar Yalamanchili and Lionel Ni 2012 ISBN 1558608524 pages 210-211
^ Improved MPI All-to-all Communication on a Giganet SMP Cluster by Jesper Larsson Träff 2002 Proceedings of the 9th European PVM/MPI Users' Group Meeting on Recent Advances in Parallel Virtual Machine and Message Passing Interface ISBN 3-540-44296-0 pages 392-400
外部リンク