멀티캐스트 작동 방식

멀티캐스트 기능은 그룹 네트워크 모델을 기반으로 합니다. 이는 데이터를 수신하려는 호스트가 "멀티캐스트 그룹" 특정한. 각 멀티캐스트 그룹에는 고유한 IP 주소가 있습니다. 범위 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255, 클래스 D IP 주소로 알려져 있습니다.

호스트가 멀티캐스트 그룹에 가입하면 해당 호스트는 그룹의 IP 주소로 전송된 모든 데이터를 수신할 수 있는 권한을 갖게 됩니다. 호스트(또는 서버)가 데이터를 보내려고 할 때 단일 IP 주소로 데이터를 보내는 것이 아니라 그룹 IP 주소로 데이터를 보냅니다.

네트워크 내의 라우터와 스위치는 이러한 그룹을 인식하고 데이터를 복제하여 해당 그룹에 가입한 모든 호스트에 보내는 일을 담당합니다.

예

이를 설명하기 위해 A, B, C라는 세 개의 호스트가 있다고 가정해 보겠습니다. 세 호스트 모두 IP 주소가 1인 멀티캐스트 그룹 224.0.0.1에 가입합니다. 이제 이 세 호스트에 데이터를 보내려는 서버가 있으면 서버는 데이터를 224.0.0.1로 보냅니다.

네트워크의 라우터와 스위치는 이 데이터를 복제하여 A, B, C로 보냅니다. 호스트 D가 그룹에 가입하면 해당 IP 주소로 전송된 데이터도 자동으로 수신하기 시작합니다.

멀티캐스트 프로토콜

멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 멀티캐스트 트래픽을 조정하고 데이터가 그룹의 모든 구성원에 도달하도록 보장하는 데 사용됩니다. 가장 일반적인 프로토콜은 다음과 같습니다.

1. IGMP(인터넷 그룹 관리 프로토콜)

IGMP는 IP 네트워크에서 단일 네트워크 세그먼트(로컬 네트워크 또는 LAN)에 멀티캐스트 그룹 멤버십을 설정하는 데 사용되는 통신 프로토콜입니다. 이는 호스트와 로컬 라우터 사이에서 작동하여 호스트가 특정 멀티캐스트 그룹 주소로 전송된 데이터를 수신하고 싶다는 것을 라우터에 알릴 수 있습니다.

IGMP에는 여러 버전이 있습니다.

• • La 버전 1 호스트만 그룹에 참여하도록 허용합니다.
  • La 버전 2 호스트가 그룹을 탈퇴하는 기능을 추가하고 라우터가 어떤 호스트가 아직 멀티캐스트 그룹에 속해 있는지 확인하는 쿼리 메커니즘을 도입합니다.
  • La 버전 3 호스트가 멀티캐스트 트래픽을 수신하려는 특정 소스를 나타내는 "소스 기반 멀티캐스트" 기능을 추가합니다.

2. PIM(프로토콜 독립 멀티캐스트)

PIM은 패킷이 네트워크를 통해 복제되어 멀티캐스트 그룹의 구성원에게 전송되는 방식을 관리하는 데 사용되는 라우팅 프로토콜입니다.

다른 라우팅 프로토콜과 달리 PIM은 네트워크를 통해 경로를 선택하는 데 사용되지 않고 패킷이 복제되어 멀티캐스트 그룹 구성원에게 배포되는 방식을 정의하는 배포 트리를 구성하는 데 사용됩니다.

PIM에는 PIM-SM(Sparse 모드)과 PIM-DM(Dense 모드)의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

• • PIM-SM 멀티캐스트 그룹이 분산되어 있고 수신자가 많지 않은 네트워크에서 사용됩니다.
  • PIM-DM 멀티캐스트 수신기가 밀집되어 있는 네트워크에서 사용됩니다.

3. DVMRP(거리 벡터 멀티캐스트 라우팅 프로토콜)

가장 오래된 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 중 하나입니다. 거리 벡터 라우팅 프로토콜인 RIP(Routing Information Protocol) 알고리즘을 기반으로 합니다.

DVMRP는 멀티캐스트 트래픽이 네트워크의 모든 지점으로 전송된 다음 라우터가 멀티캐스트 그룹에 구성원이 없는 네트워크에서 트래픽을 삭제하는 트래픽 플러딩이라는 기술을 사용합니다.

DVMRP는 패킷이 네트워크 전체에 배포되는 방식을 정의하는 구조인 스패닝 트리를 구성합니다. DVMRP는 최초의 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 중 하나였으며 매우 영향력이 있었지만 PIM과 같은 보다 현대적이고 효율적인 프로토콜이 채택되면서 오늘날에는 일반적으로 사용되지 않습니다.

이러한 각 프로토콜은 멀티캐스트 트래픽을 촉진하는 고유한 역할을 하며 종종 함께 작동하여 네트워크에서 멀티캐스트 서비스를 제공합니다.

예를 들어, 호스트는 IGMP를 사용하여 로컬 라우터에 멀티캐스트 그룹에 가입하고 싶다고 알릴 수 있으며, 그런 다음 해당 라우터는 PIM을 사용하여 해당 호스트에 대한 패킷 배포를 관리할 수 있습니다.

로컬 및 글로벌 네트워크의 멀티캐스트 애플리케이션

멀티캐스트는 일반적으로 로컬 네트워크(LAN)에서 사용됩니다. 이는 LAN에 있는 대부분의 최신 스위치와 라우터가 기본적으로 멀티캐스트를 지원하고 네트워크 관리자가 네트워크를 완벽하게 제어할 수 있어 멀티캐스트를 더 쉽게 구현하고 관리할 수 있기 때문입니다.

로컬 네트워크에서는 멀티캐스트를 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 여기에는 비디오 또는 오디오 스트리밍, 소프트웨어 배포, 시스템 업데이트 및 여러 호스트에 데이터를 동시에 전달해야 하는 기타 여러 애플리케이션이 포함될 수 있습니다.

인터넷과 같은 글로벌 네트워크에서 멀티캐스트를 사용하는 것은 더 복잡합니다. IP 프로토콜은 멀티캐스트를 지원하지만 인터넷의 모든 라우터가 이를 지원하도록 구성되어 있는 것은 아닙니다. 즉, 그룹 IP 주소로 데이터를 보낼 수는 있지만 해당 데이터가 모든 잠재적인 그룹 구성원에게 도달한다는 보장은 없습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 다음과 같은 기술이 사용됩니다. “유니캐스트를 통한 IP 멀티캐스트”, 여기서 멀티캐스트 데이터는 인터넷을 통한 전송을 위해 유니캐스트 패킷으로 캡슐화됩니다. 이를 통해 인터넷을 통한 멀티캐스트 데이터 전달이 가능하기는 하지만 기본 멀티캐스트와 동일한 대역폭 효율성을 제공하지는 않습니다.