Cisco Networking - 6 / 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트

1. 유니캐스트

• 우리가 네트워크상에서 가장 많이 사용되는 트래픽이 무엇인가 하면 바로 유니캐스트임
• 우리가 랜에서 통신한다고 할 때 데이터를 보내고자 하는 PC의 맥 어드레스가 (00-60-80-AA-BB-CC)라고 가정하고, 받는 PC의 맥 어드레스가 (00-80-DD-EE-FF)라고 가정한 경우
• 일단 통신을 위해서는 전송되는 프레임 안에 항상 출발지와 목적지의 주소, 즉 맥 어드레스가 들어가야 함.
• 정확하게 받는 PC의 주소를 프레임 안에 써넣는데, 이때 PC가 하나여야 함
• 어떤 PC가 유니캐스트 프레임을 뿌리게 되면, 어차피 로컬 이더넷의 기본 성격이 붙어있는 모든 PC들에게 정보를 뿌리는 Shared 방식이기 때문에 그 로컬 네트워크상에 있는 모든 PC들은 일단 이 프레임을 받아들여서 랜카드에서 자신의 맥 어드레스와 비교 (여기서 자신의 맥 어드레스가 랜카드의 어드레스가 됨)
• 그다음 자신의 랜카드 맥 어드레스와 목적지 어드레스가 다른 경우에는 그 프레임을 버림
• 이렇게 되면 그 PC의 CPU까지는 영향을 주지 않기 때문에 PC의 성능이 저하되는 일은 발생하지 않음. (브로드캐스트의 경우는 PC의 성능을 저하시키기 때문에 중요)

* 유니캐스트는 특정 목적지의 주소 하나만을 가지고 통신함. 그리고 이런 유니캐스트 통신 방식은 그 목적지 주소가 아닌 다른 PC들의 CPU 성능을 저하시키진 않음. 자신의 맥 어드레스가 아니라고 판단되면 랜카드가 이 프레임을 버리기 때문

 

* 네트워크에서 유니캐스트, 브로드캐스트 등의 비율을 알아보는 장비는 NMS나 네트워크 트래픽 분석기 등이 있음

 

2. 브로드캐스트

• 브로드캐스트는 로컬 랜에 붙어 있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신
• 로컬 랜이란, 라우터에 의해서 구분된 공간, 즉 브로드캐스트 도메인이라고 하는 공간
• 브로드캐스트는 통신의 대상이 특정한 어떤 한 네트워크 장비가 아니고 내가 살고 있는 네트워크 안의 모든 네트워크 장비들에 통신할 때 쓰기 이한 방식
• 받는 사람이 이 브로드캐스트 도메인 안에 사는 모든 네트워크 장비
• 자기가 받기 싫다고 해서 받지 않는 것이 아니라 무조건 받음
• 브로드캐스트의 주소는 미리 정해져 있는데, 바로 FFFF.FFFF.FFFF (맥 어드레스로 할 경우)
• 이 주소가 오면 랜카드는 비록 자신의 맥 어드레스와 같지는 않지만 이 브로드캐스트 패킷을 CPU에 보냄 (원래 자신의 맥 어드레사가 다르면 버린다고 했는데, 이번에는 버리지 않는 것)
• 그다음은 CPU가 이 패킷을 알아서 처리함
• 브로드캐스트는 네트워크상의 전체 노드로 전송되기 때문에, 전체적인 트래픽도 증가하지만, 이 패킷을 받은 모든 랜카드가 이 패킷을 CPU로 전송하기 때문에 CPU는 하던 일을 멈추고 또 다른 일을 해야 하고, 이에 따라 전체 PC의 성능도 떨어짐
• 따라서 과도한 브로드캐스트는 전체 네트워크의 성능뿐만 아니라 PC 자체의 성능 역시 떨어트림
• 브로드캐스트는 처음 두 PC 간에 통신을 하는 경우, 상대편의 맥 어드레스를 모른다. (상대방의 IP 주소는 알 수 있어도) 이 경우에 상대의 맥 어드레스를 알아내기 위해서 하는 동작이 바로 ARP(Address Resolutio Protocool)이다.
• 이 ARP가 바로 브로드캐스트는 한번 발생하고 끝나는 것이 아닌 대부분 30초나 1부에 주기적으로 발생함
• 브로드캐스트 패킷을 발생시킨 경우, 패킷의 수가 많아질수록 CPU의 성능 떨어짐

3. 멀티캐스트

• 기존의 네트워크에서 트래픽은 유니캐스트와 브로드캐스트가 전부였으나 현재의 네트워크에서는 멀티미디어 등의 영향으로 멀티캐스트의 사용이 늘어나는 추세
• Q. 만약 200명의 사용자가 있는 네트워크에서 150명에게만 같은 정보를 동시에 보내야 하는 상황
•  방법 1A. 우리가 이미 배운 유니캐스트를 사용 (150명의 주소로 전부 보냄) 그러나 서버 쪽에서 볼 때는 같은 데이터를 150번이나 반복해서 보내야 하기 때문에 일이 많아질 뿐만 아니라 트래픽 가증
•  방법 2A. 브로드캐스트 이용. 브로드캐스트로 한 번에 모든 사용자 (여기서는 200명이 됨. 네트워크상, 브로드캐스트 도메인 안에 있는 사용자 수가 200명이기 때문)에게 버냄. 그러나 이 데이터를 받을 필요가 없는 나머지 50명도 받아야 함. 따라서 데이터를 CPU로 올려서 보내기 때문에 PC 자체의 성능을 떨어뜨림
• 방법 3A. 멀티ㅐ스트 이용. 멀티케스트는 보내고자 하는 그룹 멤버들에게만 한 번에 보낼 수 있음 
• 그러나 멀티캐스트는 라우터나 스위치에서 이 기능을 지원해줘야만 쓸 수 있음.
• 멀티캐스트는 그룹에 포함되고 또 그룹에서 빠져나가는 것을 정의하기 위해 몇 가지 기술을 사용함. 또한 IP 주소의 경우도 클래스 D를 사용함

*유니캐스트는 가장 많이 사용하는 통신 방법으로, 목적지 주소를 하나만 적어서 특정한 PC에게만 보내는 방식

브로드캐스트는 브로드캐스트 도메인 (영역) 안에 있는 모든 PC들에게 한 번에 전송

 이 경우 모든 PC가 CPU에 인터럽트를 걸기 떄문에 PC의 성능이 떨어짐

멀티캐스트는 그룹 데이터를 보내는 경우 적당한 방법으로 유니캐스트와 브로드캐스트의 장점을 결합, 멤버 이외에 PC에는 영향을 주지 않음. 그러나 스위치와 라우터의 지원이 필요