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멀티캐스트

• 동일한 정보를 여러 사람에게 전송시 필요한 몇몇 호스트들에만 메시지를 전달하는 방법
• 전달받을 호스트의 수만큼 데이터를 패킷을 보유해야하는 유니캐스트에 비하여 멀티캐스트는 하나의 패킷을 전송하여 라우터에서 복사하여 라우터 내 각 호스트들에게 전달하는 방식이므로 대역폭 낭비와 지연 시간을 줄일 수 있음.
• 멀티캐스트를 지원하지 않는 라우터는 멀티캐스트를 지원하는 라우터 사이에서 유니캐스트와 같이 작동하는 터널링 기법을 사용.

멀티캐스트의 기본 요소

호스트 그룹 정의(multicast group)

• 멀티캐스트 패킷을 수신하는 호스트들의 집합
• 각각의 그룹은 멀티캐스트 주소로 구분

그룹 관리(group management protocol)

• 멀티캐스트 그룹은 필요에 따라 추가, 삭제되는 동적인 구조를 갖는다.
• 그룹 관리를 위한 새로운 메커니즘으로 IGMP사용

라우팅 경로 설정(multicast routing protocol)

• 목적지에 도달하기 위한 경로는 다양하게 존재한다.
• 트리를 구성하여 라우트간 빠른 경로를 탐색한다.

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IP주소 관련 프로토콜

• 논리적인 차원의 데이터 전송은 IP주소를 통해 이루어지지만 실제 물리 계층에서의 전송은 물리 계층 주소를 통해서 이루어진다.
• 논리 주소(IP address)와 물리 주소(MAC address) 사이의 변환 프로토콜이 필요.

ARP(Address Resolution Protocol)

• 동일 네트워크에 존재하는 호스트에 대해 목적지의 IP주소에 해당하는 물리 주소를 찾는 프로토콜.
• ARP 메시지
  • ARP 요청 메시지 (ARP Request) - 특정 IP 주소에 대한 물리 주소를 요구, 호스트는 ARP 요청 메시지를 보낼 때 수신측 물리 주소를 모르기 때문에 물리 계층 브로드캐스트로 전송
  • ARP 응답 메시지 (ARP Response) - 물리 주소 정보를 알림, ARP 요청 메시지를 수신한 호스트/라우터는 자신의 물리 주소를 요구하는 경우 ARP 응답 메시지 전송.
• 특정 주소에게서 물리 주소를 받기 위해 호스트는 브로드캐스트로 ARP 요청 메시지를 전송하며, 이를 수신한 호스트는 자신의 IP주소와 같을 때, 자신의 물리 주소가 담긴 ARP 응답 메시지를 전송한다.
• 다른 서브넷에 위치하는 호스트의 MAC주소를 요청하는 경우, 라우터가 자신의 MAC 주소를 응답하여 라우터에서 데이터를 대신하여 받고 호스트에게 데이터를 전송한다(Proxy ARP).

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IP주소 체제

IP주소

• 모든 장비들이 갖는 영구적이지 않고 고유한 논리적 네트워크 식별자.

클래스별 분류

• IP주소는 네트워크를 구분하기 위한 네트워크 식별자(netid)와 네트워크 내에서 호스트를 구분하기 위한 호스트 식별자(hostid)로 구성.
• 호스트 식별자는 0.0.0.0…(네트워크 호스트)과 255.255.255.255….(브로드캐스트)를 제외하여 사용
• 네트워크와 호스트의 주소 개수에 따라 5개의 클래스로 구분할 수 있음
  • 클래스 A - 처음 1비트 값이 “0”인 주소, 7비트를 netid에 할당하며 나머지 24비트를 모두 hostid로 사용, 큰 규모의 호스트를 갖는 기관에서 사용한다.
  • 클래스 B - 처음 2비트 값이 “10”인 주소, 15비트를 netid에 할당하고 나머지 16비트를 모두 hostid로 사용
  • 클래스 C - 처음 3비트 값이 “110”인 주소, 네번째 바이트만 hostid를 위해 주어짐, 네트워크마다 $2^8-2=254$개의 호스트를 수용할 수 있기 때문에 작은 규모의 네트워크에서 사용.
  • 클래스 D - 처음 4비트 값이 “1110”인 주소, netid와 hostid의 구분이 없으며, 전체 주소가 멀티캐스트용으로 사용됨.
  • 클래스 E - 처음 4비트 값이 “1111”인 주소, 추후 사용을 위해 예약된 주소

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IP(Internet Protocol)

IP는 OSI 참조 모델의 네트워크 계층 기능을 수행하며 패킷 전송을 위한 주소 정의 및 관리와 라우팅을 담당한다.

IP의 특징

1. 비신뢰성(Unreliable)
   • 가능한 범위 내에서 패킷을 목적지까지 전달하는 최선형 서비스(Best Effort Service)
2. 비접속형(Connectionless)
   • 연결 설정 없이 패킷을 전송
   • 서로 다른 경로로 패킷이 전송될 수 있으며, 순서도 바뀔 수 있다.
3. 주소 지정
   • 네트워크 내의 노드를 고유하게 지정하기 위한 수단으로 IP주소를 사용
4. 경로 결정
   • 목적지 IP주소를 기반으로 패킷 전달 경로를 판단(Routing Protocol).

IP패킷 구성