유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트 차이점

네트워크 트래픽이 많아지면 가장 먼저 영향을 받는 것은
대역폭이 아니라 CPU다.

 

그 차이를 만드는 것이 바로
유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트다.

 

유니캐스트

유니캐스트 프레임에는
출발지 MAC 주소와 목적지 MAC 주소가 명확히 포함된다.

 

네트워크 인터페이스 카드(NIC)는
목적지 MAC 주소가 자신의 주소와 일치하지 않으면
해당 프레임을 즉시 폐기한다.

따라서 유니캐스트 트래픽은
시스템 부하에 거의 영향을 주지 않는다.

유니캐스트의 시각화

브로드캐스트

브로드캐스트 프레임의 목적지 MAC 주소는
FF:FF:FF:FF:FF:FF 이다.

 

이 주소를 가진 프레임은
모든 호스트가 수신 대상으로 간주한다.

이 경우 NIC는 프레임을 버리지 않는다.
프레임은 운영체제와 CPU까지 전달된다.

브로드캐스트가 많아질수록
네트워크가 아니라 모든 호스트의 CPU가 바빠진다.

 

그래서 브로드캐스트가 많은 네트워크는
느린 네트워크가 아니라
호스트가 피곤한 네트워크가 된다.

브로드캐스트의 시각화

멀티캐스트

멀티캐스트는 브로드캐스트의 단점을 보완하기 위해 등장했다.

멀티캐스트 프레임은
특정 멀티캐스트 MAC 주소를 목적지로 가진다.

NIC는 자신이 수신하도록 설정된 멀티캐스트 MAC 주소에 해당하는 프레임만 상위 계층으로 전달한다.

 

멀티캐스트는 IP 계층에서 클래스 D 주소 대역(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255)을 사용한다.

이 범위에 속하는 IP 주소는 공통적으로 상위 4비트가 1110으로 고정되어 있으며,

이 중 실제 멀티캐스트 그룹을 구분하는 데 사용되는 값은 하위 28비트다.

 

이더넷에서 멀티캐스트용으로 예약된 MAC 주소 대역은 01:00:5E로 시작한다.

그 뒤에 오는 24비트 중 가장 상위 1비트는 0으로 고정되고,

나머지 23비트만이 멀티캐스트 IP 주소의 하위 23비트와 매핑된다.

 

이 구조로 인해서 서로 다른 멀티캐스트 IP 주소가

동일한 멀티캐스트 MAC 주소로 매핑되는 구조적 중복이 발생할 수 있다.

멀티캐스트의 시각화