멀티캐스트 (Multicast) 소개

■ 멀티캐스트 (Multicast) 정의

  - IPv4 컴퓨터 네트워크에서 통신하는 방식중 하나이며, 유니캐스트, 브로트캐스트와 달리 멀티캐스트는 한번의 송신으로 메시지나 정보를 목표한 여러 컴퓨터에 동시에 전송하는 것을 의미 합니다.

 

■ 멀티캐스트 (Multicast) 특징

  - Multicast는 1:N 통신을 지원하는 통신 방식이며, 이를 위해 별도의 IP 주소 범위와 MAC 주소 지정 방식 그리고 이를 지원하기 위한 프로토콜이 별도로 존재합니다. 

 

  ▪ 멀티캐스트 에서 사용하는 IP 주소

    - Multicast 주소는 IP Class D로 IANA의해 정의되었으며 주소의 범위는 224.0.0.0 부터 239.255.255.255 까지 이며, 모든 주소를 사용할 수 있는 것이 아닌 일부 멀티캐스트 주소는 예약되어 있거나 다른 프로토콜에서 사용하고 있습니다. 

 

    - Local Network Control Block에서 사용하는 멀티캐스트 주소의 목록은 아래의 표와 같으며, 다양한 라우팅 프로토콜에서 이미 멀티캐스트를 사용하고 있는 것을 확인할 수 있습니다. 

 

 

  ▪ Multicast에서 사용하는 MAC 주소 

    - 멀티캐스트용 MAC 주소의 첫 시작은 항상 01:00:0E로 시작하며, 첫 번째 Byte의 가장 낮은 비트 (Indivisual / Group bit, I/G bit)는 유니캐스트 / 멀티캐스트를 식별하는 bit 이며 멀티캐스트의 경우 1로 설정 됩니다.

      - 멀티캐스트의 MAC 주소의 25번째 bit는 항상 0으로 설정되고 나머지 정보는 멀티캐스트 주소에서 정보를 가져오기 때문에 멀티캐스트 주소에 따라 동일한 MAC 주소 발생이 가능합니다. 

 

  ▪ Multicast에서 사용하는 프로토콜

    - 멀티캐스트는 Layer에 따라 멀티캐스트 트래픽 수신 및 종료 메시지를 전달하기 위한 프로토콜이 2개가 있습니다. 

계층	설명
Layer 2	- IGMP (Internet Group Management Protocol)를 사용하여 멀티캐스트 그룹 Join 및 Leave 수행
Layer 3	- PIM (Protocol Independent Multicast)을 사용하여 멀티캐스트 출발지 또는 RP에게 PIM Join 및 Prune 수행

 

■ 전송 방식에 따른 효율성 비교 

항목	설명
Unicast	- 송출 서버는 사용자가 늘어날 수록 세션 유지 및 트래픽 전송에 많은 부담이 발생하고, 송신자와 수신자 사이에 있는 네트워크 장비 또한 동일하게 부담이 증가함.
Multicast	- One-to-Many 통신을 제공하며, 하나의 패킷이 전달되고 필요에 따라 복제되고 분할되어 전송됨. 이러한 데이터 패킷은 스트림 이라고 부르며 특별한 목적지 주소를 사용함. - 스트림을 위해서는 오직 하나의 세션만 유지하면 되고 네트워크 장비는 수신 스트림에 대해 선택적 요청 수행을 통해 필요로 하는 트래픽만을 수신
Broadcast	- IP Directed Broadcast 방식 (Unicast IP 패킷이 특정 서브넷에 도착 했을 때 링크-레이어 브로드캐스트로 전환되는 기술)으로 전송 시 Unicast 전송 방식보다 트래픽 전송에 부하는 줄어드는 장점이 있지만 Dos 공격에 취약하다는 단점이 존재함. (Cisco의 경우 해당 기능 비활성화가 Default) - 트래픽을 원하지 않는 단말까지 전달되며, 불필요한 트래픽을 수신한 단말에서는 패킷을 폐기하는 작업이 발생하여 불필요한 컴퓨팅 자원이 소모 됨.