[Network] 유니캐스트/브로드캐스트/멀티캐스트/애니캐스트

0. 맥주소(MAC address)

• 네트워크 상에서 서로를 구분하기 위하여 Device마다 할당된 물리적 주소
• 인터넷이 가능한 장비들이 가지고 있는 물리적인 주소
• MAC주소는 12자리 숫자로 구성되어 있음. 숫자 중 앞의 6자리(24bit)는 제품제조사에서 할당되며 나머지 6자리(24bit)는 각 제품제조사에서 제품에 할당함
• 컴퓨터에 장착되어 LAN카드를 구별하기 위해 만들어진 식별 번호
  (소프트웨어 대신 하드웨어에 연결되어 있기 때문에 실제 주소라고도 함)
• 통신을 위해서는 MAC 주소를 알아야 함. IP 주소로 MAC 주소를 알기 위해서는 IP주소를 MAC으로 바꾸는 ARP과정이 필요함

 

ARP가 궁금하다면? ↓↓

2024.05.29 - [Computer Science/Network] - [Network] OSI 7계층과 TCP/IP 4계층

 

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1. 유니캐스트

• 출발지와 목적지가 정확해야 하는 일대일 통신
•  MAC <=> MAC 받는 입장에서 자신의 MAC과 비교하여 동일하지 않으면 해당 통신을 받지 않기 때문에 CPU 성능을 저하시키지 않음
• 자신과 비교하여 동일하면 CPU로 해당프레임을 올려서 통신할 수 있음

 

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2. 브로드캐스트

• 같은 네트워크에 있는 모든 장비들에게 보내는 통신
• 예) 아파트 관리사무소 방송. 듣고 싶은 방송만 듣는 게 아니듯이, 해당 네트워크에 있는 PC들이 신호를 받고 싶든 말든 무조건 받게 됨(자신의 MAC과 비교해서 동일하지 않으면 통신하지 않는 유니캐스트와 차이)
  👉 나에게 필요한 정보인지 확인하는 과정에서 CPU 사용
  👉 과도한 브로드캐스트는 네트워크 및 PC 성능을 떨어뜨릴 수 있음
• 주로 상대 IP는 알지만 MAC을 모를 경우에 사용하게 됨
• 예) 방송으로 홍길동의 집이 어디야? 하면 홍길동이 "OOO야"하면서 주도를 전달(ARP과정. 브로드캐스트를 통해 IP로 MAC을 알게 되는 것)
• 송신 노드 하나가 네트워크에 연결된 수신 가능한 모든 노드에 데이터를 전송

 

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3. 멀티캐스트

• 여러 명에게 보내야 할 경우에 사용하는 방식
• 유니캐스트 + 브로드캐스트
• 유니캐스트는 MAC을 모두 확인해서 같은 걸 100번 보내야 하니 수량이 많을수록 네트워크 부하가 커지고,
  브로드캐스트는 해당 네트워크 전체에 보내게 되니 관련없는 PC에서는 CPU 사용률이 증가하는 문제점 있음
• 멀티캐스트는 특정 그룹을 지정해서 해당 그룹원에게만 보내는 방식을 사용함
  (스위치나 라우터가 멀티캐스트 방식을 지원해야 함)
• 송신 노드 하나가 네트워크에 연결된 하나 이상의 수신 노드에 데이터를 전송함

 

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4. 애니캐스트

• Anycast 통신은 가장 가까운 Node와 통신하는 방식
• 유니캐스트와 다른 점은 송신 노드가 네트워크에 연결된 수신 가능한 노드 중에서 한 노드에만 데이터를 전송함
• 동일한 Anycast Address가 서로 다른 node들의 Interface에 할당되어 있을 때, 해당 Anycast Address로 IPv6 Packet을 전송하면 Routing Protocol의 알고리즘에 따라 가장 가까이에 있다고 판단되는 Node의 Interface로 전달됨
• 송신 노드가 네트워크에 연결된 수신 가능한 노드 중에서 한 노드에만 데이터를 전송함

 

애니캐스트의 목적

• 트래픽 분산
• 네트워크 이중화
• DDos 공격이 발생했을 때, 서버가 받는 피해 최소화
• Client와 Server간의 물리적인 거리를 줄임 👉 Response Time의 최소화

 

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애니캐스트는 가장 가까운 노드와 통신하는 방식이다.

그렇다면 현재 통신하고 있는 노드보다 더 가까운 노드가 생겼을 때

현재 통신하고 있는 노드와의 연결이 끊기고 새로운 노드와 연결이 되는 걸까?

정답은 그렇지 않다이다.

아래 두 가지와 같은 상황이 발생한다.

 

애니캐스트 환경에서
현재 통신하고 있는 노드보다
더 가까운 노드가 생기면
어떻게 될까?

• 라우팅 업데이트
  • 라우팅 프로토콜은 주기적으로 네트워크 상태를 모니터링하고, 새로운 경로가 더 효율적임을 감지하면 라우팅 테이블을 업데이트함
  • 라우터에 의해 수행됨
  • 클라이언트는 이 과정에 직접 관여하지 않음
• 연결 재설정
  • 기존의 연결이 유지되고 있다면, 대부분의 경우 현재 연결이 끊어지지 않고 유지됨(TCP에서 아주 중요함)
  • 새로운 세션이나 새로운 요청은 업데이트된 라우팅 정보를 기반으로 더 가까운 노드로 전달될 수 있음

 

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요약

• MAC 주소: 인터넷 가능한 장비(TCP/IP 통신을 하는)가 가지고 있는 물리적 주소
• 유니캐스트: 목적지 주소를 하나만 적어서 특정한 한 PC에게만 보내는 방식
• 브로드캐스트: 도메인(영역) 안에 있는 모든 PC들에게 한 번에 전송하는 방식. CPU에 인터럽트를 걸기 때문에 수신 측에서 PC성능에 영향을 받을 수 있음
• 멀티캐스트: 원하는 그룹에만 전송하는 방식. 유니캐스트보다 적은 네트워크 부하를 가지고 멀티캐스트로 인한 수신 불필요. PC에서의 CPU 성능에 영향을 끼치지 않음
• 애니캐스트: 가장 가까운 노드와 통신하는 방식. 트래픽 분산
• IPv4 = 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트
• IPv6 = 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트

 

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출처

https://togll.tistory.com/42