유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트

출발지에서 목적지로 데이터를 전송할 때 사용하는 통신 방식에는 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트를 사용한다.

 

유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트는 네트워크에서 통신을 하는 방식에 따라 구분하는데

1 : 1이냐, 전부를 대상으로 하냐, 그룹을 대상으로 하냐에 따라 차이가 있다.

 

1 : 1 👉 유니캐스트로 출발지와 목적지가 1 : 1로 통신.

 

1 : 전부 👉 브로드캐스트로 동일 네트워크에 존재하는 모든 호스트가 목적지.

 

1 : 그룹 👉 멀티캐스트로 하나의 출발지에서 다수의 특정 목적지로 데이터 전송.

 

 

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MAC 주소

기기간 통신에 기본적으로 사용되는 주소이며 다른 이름으로 하드웨어 주소라고도 한다.

 

네트워크 상에서 서로를 구분하기 위해 Device 마다 할당된 물리적 주소를 의미한다.

즉, 하드웨어를 구분하기 위한 주소(고유번호)이다.

 

하드웨어 고유번호이기 때문에 모든 통신장비에 붙어있다.

 

실제로 원거리 통신을 할 때에도 IP 주소는 변경 가능성이 있어 상대방의 맥 주소를 알아야 가능하다.

컴퓨터는 자신의 IP 와 MAC 주소는 알아도 상대방의 MAC 주소는 모른다.

 

그렇기 때문에 맥 주소를 찾기 위해 ARP 기술을 사용하는데 이 내용은 다루지 않겠다...

 

 

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유니캐스트

유니캐스트는 출발지와 목적지가 명확히 하나로 정해져 있는 1 : 1 통신방식이다.

실제로 사용하는 대부분의 통신은 유니캐스트 방식을 사용한다.

 

데이터 전송 시 2계층에서 처리하는 프레임 헤더에 출발지와 목적지 MAC 주소를 미리 저장한다.

 

따라서 타겟 네트워크에 도착했을 때 해당 네트워크에 있는 기기들이

목적지 MAC 주소와 같은 기기인지 랜카드가 확인한다.

 

랜카드가 검증에 성공하면 그 MAC 주소를 CPU에 올려 통신을 시작하고, 그렇지 않다면 MAC 주소를 랜카드가 버린다.

 

즉, CPU는 단지 랜카드가 검증해준 MAC 주소로 통신할 준비만 하는 CPU 낭비가 없는 통신 방법이다.

 

 

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브로드캐스트

네트워크에 있는 모든 기기에게 메시지를 보낸다.

 

유니캐스트에선 맥 주소 검증을 통해 메시지를 수신할지 말지를 결정했다.

하지만 브로드캐스트는 모든 메시지를 다 받아야한다.

 

네트워크상 모든 기기에게 메시지를 보내기 때문에 네트워크 오버헤드가 크고,

브로드캐스트 통신이 잦으면, 각 기기들의 CPU 들의 효율성이 떨어진다.

 

맥 주소를 찾기 위해 ARP 기술을 사용한다고 설명했는데 

ARP 가 최초로 맥 주소를 찾을 때 쓰는 방식이 브로드캐스트이다.

 

ex)

127.0.0.1 이 상대방 목적지 IP 이면, 라우터를 통해 127.0.0 대역에 있는 모든 기기들에게

"127.0.0.1 IP 주소 가진 사람 맥 주소좀 주세요" 라고 요청해서 맥 주소를 얻어낸다.

 

 

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멀티캐스트

브로드캐스트는 같은 네트워크에 메시지를 보낼 의도 없는 기기에도 메시지를 보낸다.

그렇다고 유니캐스트로 보내게 되면 보내고 싶은 기기가 많을 경우 그 기기만큼의 요청이 생기니 비효율적이다.

 

그래서 수신받고 싶은 기기를 그룹화해서 관리하면 그룹에 속한 기기들만 메시지를 받고

나머지는 또 CPU 도달 전에 버려지게 되기 때문에 효율적인데,

위 내용이 가능한 것이 멀티캐스트이다.

 

멀티캐스트 그룹 가입은 socket 옵션을 설정해주면 되는데,

그룹에 가입함과 동시에 해당 소켓이 멀티캐스트의 메시지를 처리하겠다는 의미다.

 

멀티캐스트 그룹에 등록하는 과정은 IGMP 프로토콜을 통해 진행되는데,

먼저 멀티캐스트 라우터라는 특수 목적 라우터가 존재한다.

 

이 라우터가 연결된 서브넷에 IGMP Query Message 를 주기적으로 보내는데,

멀티캐스트 그룹에 호스트가 있는지 확인한다.

 

주기 사이에 특정 호스트가 멀티 캐스트 그룹에 가입하였으면,

IGMP Report Message 를 통해 멀티캐스트 라우터에 보고한다.

 

그 후 멀티캐스트 라우터를 통해 들어온 패킷을 분석해서

그룹 번호에 가입된 서브넷에 데이터를 전송하는 것이 멀티캐스트의 전반적인 과정이다.

 

https://sbs1621.tistory.com/40

[Network] 유니캐스트(Unicast), 브로드캐스트(Broadcast), 멀티캐스트(Multicast)란?

 

https://rooftoproom-whale.tistory.com/14

유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트, 애니캐스트

 

https://velog.io/@park9910/Network-%EC%9C%A0%EB%8B%88%EC%BA%90%EC%8A%A4%ED%8A%B8-%EB%A9%80%ED%8B%B0%EC%BA%90%EC%8A%A4%ED%8A%B8-%EB%B8%8C%EB%A1%9C%EB%93%9C%EC%BA%90%EC%8A%A4%ED%8A%B8

[Network] 유니캐스트 / 멀티캐스트 / 브로드캐스트

 

https://louis-j.tistory.com/entry/MAC-Address-MAC-%EC%96%B4%EB%93%9C%EB%A0%88%EC%8A%A4-%EA%B0%9C%EB%85%90-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B4%EA%B8%B0

[MAC Address] MAC 어드레스 개념 알아보기