Multicast (1) 기본 이론

1. Multicast 정의

 

Multicast는 Multicast Group에 소속된 특정 다수에게 데이터를 전송하는 기법이다.

 

다수에게 데이터를 보낼 때 Unicast 처럼 각 Host마다 데이터를 만들어 보내지 않고 하나의 데이터로만 전송을 한다.

 

그리고 하나의 데이터만을 전송하나 Broadcast 처럼 모든 Host에게 데이터를 전송하지 않고 그룹 멤버들에게만 전송을 한다.

 

한마디로 Multicast는 Unicast의 장점과 Broadcast 장점을 결합하여 만들어진 기술이라 할 수 있겠다.

 

그러면 Unicast, Broadcast, Multicast 데이터 전달 방식을 그림을 통해 비교하여 알아보자.

 

 

1) Unicast 방식

 

 

※ 하나의 트래픽을 발송 하더라도 다수의 Host에게 전달한다면 그 트래픽을 Host 수 만큼 복사하여 각 Host에게 전달한다.

 

    신뢰성 있게 전송을 할 수 있으나 트래픽의 수 증가로 회선에 많은 부담을 갖는다. 다수의 Host에게 데이터 전달에 문제가 있다.

 

 

2) Broadcast 방식

 

 

※ 하나의 트래픽이 다수의 Host에게 발송할 때 하나의 트래픽으로 보낸다. 그리하여 회선의 부담을 주지 않는다.

 

    그러나 네트워크 영역에서 다수의 Host들은 원하든 안원하든 모두 다 트래픽을 전달 받게 된다.

 

    No Receiver 입장에서는 그 트래픽이 불필요할 것이다.

 

 

3) Multicast 방식

 

 

※ 원하는 Host에게만 데이터를 보내는 Unicast의 장점과 트래픽을 하나로 보내는 Broadcast 장점을 결합한 방식이 Multicast이다.

 

 

2. Multicast 특징

 

① Multicast Group 단위로 묶어 그 그룹의 Host들은 동시에 데이터를 받을 수 있다.

 

② UDP를 사용하여 전송함으로 신뢰성을 보장 받지는 못한다.

 

③ Client에서 Multicast 사용하는 Application을 시작하면 Multicast IP 주소와 Multicast MAC 주소를 라우터에 등록함으로 Multicast Group에 등록된다.

 

④ 하나의 Client에서 여러 Multicast 주소를 수용할 수 있다. 즉 여러 가지 Multicast 데이터를 동시에 받을 수 있다.

 

⑤ Server가 Multicast 주소로 데이터를 전송 중에 있을 때 중간에 Client가 끼어 들어도 처음부터 데이터를 받을 수 없고 중간 부터 데이터를 받게 된다.

 

 

3. Multicast 주소 체계

 

1) Multicast IP 주소 체계

 

224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 범위를 갖는 Class D IP 주소를 사용한다.

 

224.0.0.0 ~ 224.0.0.255	IETF에서 관리용으로 사용되는 대역  (RIP, EIGRP, OSPF 등)
224.0.1.0 ~ 238.255.255.255	실제 인터넷에서 Multicast를 사용한 기관이나  기업에게 할당하는 대역
232.0.0.0 ~ 232.255.255.255	PIM 기술을 위해 사용하는 대역
233.0.0.0 ~ 233.255.255.255	하나의 AS 내에 전파를 원할 때 사용하는 대역
239.0.0.0 ~ 239.255.255.255	기관이나 기업 내부에서 사용할 수 있는  사설 Multicast 주소

 

※ 다음과 같이 Multicast 주소를 갖는다. Multicast를 할 시 주요 IP 두 개는 다음과 같은 역할을 한다.

 

    224.0.0.1 : 현재 서브넷에 존재하는 Multicast가 가능한 모든 호스트를 지칭한다.

 

    224.0.0.2 : 현재 서브넷에 존재하는 Multicast가 가능한 모든 라우터를 지칭한다.

 

 

2) Multicast MAC 주소 체계

 

Multicast MAC 주소는 앞에 0100.5Exx.xxxx 가 붙고 뒤에 xxx들은 IP 주소에 일부분을 참조하여 이루어 진다.

 

예를 들어 227.35.189.34 의 Multicast MAC 주소를 보면

 

   227      .     35       .     189      .     34         를 이진수로 표현하면 아래와 같다.

 

1110 0011 . 0010 0011 . 1011 1101 . 0010 0010   빨간색은 참조하지 않고 파란 부분만 참조를 한다.

 

 

초록색 부분인 Multicast MAC 기본 앞부분을 제외하고 나머지는 위 파란색 부분과 매치 시킨다.

 

0000 0001 - 0000 0000 - 0101 1110 - 0010 0011 - 1011 1101 - 0010 0010   으로 표현된다.

 

    01       -     00       -     5E       -      23     -     BD      -      22

 

Multicast IP 주소 227.35.189.34의 Multicast MAC 주소는 0100.5E23.BD22 이다.

 

※ 글로 표현할려니 약간 헤깔리게 되어 있으나 법칙만 알아 두고 Window에 계산기를 이용하여 천천히 풀어보면 쉽게 될 것이다.

 

 

4. Multicast Protocol

 

어떤 장비와 Multicast 정보를 교환하느냐에 따라 세가지 프로토콜로 나눌 수 있다.

 

1) IGMP : 호스트와 라우터 간 Multicast 정보를 교환하는 프로토콜

 

2) CGMP , IGMP Snooping : 라우터와 스위치 간 Multicast 정보를 교환하는 프로토콜

 

3) Multicasting Routing Protocol : 라우터와 라우터 간 Multicast 정보를 교환하는 프로토콜

 

 

 

 

※ 어떤 장비에서 어떤 장비로 Multicast 정보를 보내느냐에 따라 사용하는 Protocol이 다르다. 다음 포스트부터 하나씩 자세히 알아보도록 하자.