[네트워크] CH16 멀티캐스팅

 

학습 목차

• 멀티캐스팅
  • 멀티캐스팅의 의미와 주소 사용
• 멀티캐스트 그룹관리
  • 그룹관리 프로토콜을 사용한 가입/탈퇴/모니터링 방법
• 멀티캐스트 라우팅
  • 멀티캐스트 라우팅의 라우팅 종류와 방법
  • 멀티캐스트 라우팅의 트리 구성 방법

멀티캐스팅

멀리캐스팅 전송은 하나의 송신자와 그룹에 속한 다수의 수신자와의 통신형태(일대 다의 관계)

송신자는 유니캐스트 주소를 사용 BUT 목적지는 그룹 주소인 D클래스 주소 사용

다중 유니캐스팅(Multiple Unicasting)

유니캐스팅을 이용해 멀티캐스팅과 유사한 효과를 내도록 동작하는 것으로 그룹에 속한 대상이 10곳이면 10곳에 모두 보내는 방식.

그러나 목적지가 많아지면, 처음 패킷과 마지막 패킷 간 지연시간이 발생

이에 따라 대역폭을 소모(멀티캐스팅으로 1개만 보내면 되는 걸 여러 개 보내야 하므로)

멀티캐스팅에서는 하나의 패킷만 송신 측에서 전송하여 패킷 간 지연이 없으며, 대역폭 사용도 효율적

멀티캐스트 그룹 관리

멀티캐스트 그룹에 속한 시스템들의 가입과 탈퇴를 관리하기 위한 프로토콜로 IGMP(Internet Group Management Protocol) 사용한다.

멀티캐스트 라우터는 해당 멀티캐스트 IP를 사용하는 컴퓨터의 유무를 관리하여 패킷의 송신 여부 결정(해당 네트워크에 소속된 멀티캐스트 그룹에 대한 목록을 보유)

IGMP는 멀티캐스트 라우터에게 그룹에 속한 시스템들에 대한 정보를 제공

• IGMP는 "멀티캐스팅 라우팅 프로토콜이 아니라" 그룹에 대한 관리만을 담당(가입+탈퇴만)
• IGMP 메시지엔 3종류가 존재
  • Membership Report : 그룹 가입 요청
  • Leave Report : 그룹 탈퇴 요청
  • Query : 그룹 관리 목적의 질의응답

멀티캐스트 그룹 가입/탈퇴/모니터링

그룹 가입

• 호스트는 가입요청메시지(Membership report)를 멀티캐스트 라우터에 송신

그룹 탈퇴

• 호스트는 탈퇴요청메시지(Leave report)를 멀티캐스트 라우터에 송신
• 탈퇴 요청을 받은 멀티캐스트 라우터는 네트워크 내에 그룹 가입자를 확인하기 위해 특별 질의 메시지(special query)를 보냄
• 질의에 대한 응답이 온다면 아직 가입해 있는 다른 호스트가 있는 것이니 그룹을 유지하고, 응답이 없다면 그룹 삭제

가입 모니터링

• 시스템이 갑자기 종료하여 탈퇴 메시지를 보내지 못할 수도 있다(예컨대, 시스템이 다운된다거나)
• 멀티캐스트 라우터는 주기적으로 일반질의메시지(General query)를 보낸다
  • 이 때, 그룹주소는 0.0.0.0으로 설정
  • 이 메시지를 받는 모든 시스템은 그룹에 대한 가입 상황을 보고해야 함

멀티캐스트 라우팅

유니캐스트 라우팅에선 라우터가 하나의 목적지에 대한 하나의 최적 경로를 갖는다

멀티캐스트 라우팅에선 라우터가 각 그룹에 대한 하나의 최적 경로를 가져야 한다.

• N개의 그룹이 있다면, N개의 최적 경로 필요
• 그룹에 소속된 네트워크가 여러 개 존재할 수 있다.
• 트리를 구성하여 멀티캐스트 패킷을 전달한다.

멀티캐스트 라우팅에는 2가지 종류가 존재한다

• 송신자 기반 트리(Source-based tree)를 이용하는 방법
• 그룹 공유 트리(Group-shared tree)를 이용하는 방법

송신자 기반 트리

모든 멀티캐스트 라우터가 각 그룹에 대한 멀티캐스팅 라우터 테이블을 모두 작성

각 라우터는 그룹별로 하나의 최적 경로를 구성

• DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol) - RIP와 같은 거리 벡터 라우팅 방식을 확장
• MOSPF(Multicast OSPF) - OSP와 같은 링크 상태 라우팅 방식을 확장
• PIM-DM(Protocol Independent Multicase-Dense Mode) - RIP나 OSPF를 사용

그룹 공유 트리

센터 코어(center core) 혹은 랑데부 라우터만 그룹에 대한 최적 경로를 구성

임의의 라우터가 멀티캐스트 패킷을 받으면 코어 라우터로 유니캐스트 패킷으로 포장하여 보내며, 코어 라우터가 멀티캐스트 패킷을 전달함

• CBT(Core-Based Tree)
• PIM-SM(Sparse-Mode)