【ネットワーク】ブロードキャストとマルチキャスト

概要

概要

ネットワークでは、通信相手が1台だけとは限りません。同じネットワーク内のすべての機器へ通知したい場合や、特定のグループだけへ同時にデータを届けたい場合もあります。このような通信方式として使われるのがブロードキャストとマルチキャストです。
どちらも複数の機器へデータを送信する仕組みですが、通信の届く範囲や利用目的は大きく異なります。違いを理解していないと、ネットワークの動作や通信効率を正しく理解できません。

この記事では、ブロードキャストとマルチキャストの仕組み、それぞれの種類や用途、両者の違いについて初心者にも分かりやすく解説します。

ブロードキャスト

ブロードキャストとは、同じネットワーク内に存在するすべての端末へ一斉にデータを送信する通信方式です。送信側は相手を特定せず、「このネットワークに接続している機器全員へ送る」というイメージになります。

例えば、LANへ新しいパソコンを接続した際に「IPアドレスを割り当ててほしい」と要求するDHCPの通信では、最初にブロードキャストが利用されます。一斉送信ができる便利な仕組みですが、接続されているすべての端末がパケットを受信するため、ネットワークが大きくなると不要な通信が増え、負荷の原因になることがあります。

ローカルブロードキャスト

ローカルブロードキャストとは、自分が接続しているネットワーク（サブネット）内だけへ送信するブロードキャスト通信です。送信先IPアドレスには 255.255.255.255 が使用されます。この通信はルーターを越えることができず、同じネットワーク内だけで完結します。例えば、DHCPによるIPアドレス取得や、一部の機器探索などで利用されます。

特徴
・同一ネットワーク内の全端末へ送信される
・ルーターでは転送されない
・LAN内だけで利用される

ダイレクトブロードキャスト

ダイレクトブロードキャストとは、別のネットワークに存在するすべての端末へ送信するためのブロードキャスト通信です。例えば、192.168.1.0/24というネットワークであれば、192.168.1.255 のようなブロードキャストアドレス宛てに送信します。理論上はルーターがパケットを目的ネットワークまで転送し、そのネットワーク内のすべての端末へ配信します。しかし現在では、ほとんどのルーターはダイレクトブロードキャストをデフォルトで無効にしています。

これは、過去にSmurf攻撃と呼ばれるDDoS攻撃へ悪用された経緯があり、セキュリティ対策として転送しない設定が一般的になったためです。そのため、現在の実際のネットワークで利用される機会はほとんどありません。

マルチキャスト

マルチキャストとは、特定のグループへ所属する端末だけにデータを送信する通信方式です。
ブロードキャストのように全端末へ送信するのではなく、受信を希望した機器だけがデータを受け取ります。送信元は一度だけデータを送信し、ネットワーク機器が必要に応じてパケットを複製するため、通信量を抑えながら複数の端末へ同じデータを配信できます。そのため、多数の受信者へ同じ映像や音声を配信する用途に適しています。

マルチキャストが利用される場面
マルチキャストは、一対多数（1:N）の通信が必要な場面で広く利用されています。
例えば、次のようなサービスが代表例です。

ライブ配信
テレビ会議
IPTV
動画配信
株価配信などのリアルタイム情報配信

これらのサービスでは、同じデータを多くの利用者へ配信する必要があります。もしユニキャストで配信すると、利用者ごとに同じデータを何度も送信するため、サーバーやネットワークへの負荷が大きくなります。マルチキャストであれば、一度送信したデータをネットワーク側で効率よく配信できるため、大規模な同時配信に向いています。なお、IPマルチキャストはUDPを利用することが多く、TCPのような再送制御や到達保証は基本的に行われません。

ブロードキャストとマルチキャストの違い

どちらも複数の端末へデータを送信する仕組みですが、最も大きな違いは「誰が受信するか」です。

項目	ブロードキャスト	マルチキャスト
送信先	同一ネットワーク内の全端末	特定グループのみ
通信範囲	基本的に1つのサブネット	複数ネットワークへ配信可能
ルーター	ローカルブロードキャストは転送されない	マルチキャスト対応ルーターで転送可能
通信効率	不要な端末も受信する	必要な端末だけ受信する
主な用途	DHCP、ARPなど	IPTV、動画配信、テレビ会議