■ MAC (Media Access Control)
네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 할당된 고유 식별자로
네트워크 상에서 장치를 식별하고 데이터 링크 게층에서 통신을 관리하는데 사용된다.
네트워크 상에서 서로를 구분하기 위해 디바이스마다 할당된 물리적 주소를 말한다.
인터넷이 가능한 모든 장비(PC, 휴대폰)들이 가지고 있는 물리적인 주소이다.
각 장치는 고유한 MAC주소를 가지며,
12자리 중 앞의 6자리는 제조업체를 식별하고,
나머지 6자리는 각 장비에 고유하게 할당된다.
MAC주소는 SW대신 HW에 연결된 실제 주소로,
통신을 위해 MAC 주소를 알아야 한다.
IP주소를 MAC 주소로 변환하려면 ARP(Address Resolution Protocol) 과정이 필요하다.
데이터 링크 계층에서,
네트워크 데이터 전송 시 장치 간 출발지와 목적지를 식별
네트워크에서 통신 방식은 데이터를 전달하는 방식에 따라
유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트로 구분된다.
각 통신 방식은 1:1, 1:다, 1:그룹 통신을 목적으로 사용된다.
유니캐스트 (Unicast)
- 네트워크 상에서 가장 많이 사용하는 통신 방식
하나의 송신자가 하나의 특정 수신자에게 데이터를 전송
- 특정 수신자와의 1:1 통신을 통해 데이터를 주고 받기 위함이다.
→ 1:1 통신 : 프레임 안에 특정 수신자의 MAC 주소를 명시한다.
정보를 전송하기 위한 프레임에 자신의 MAC 주소와 목적지의 MAC 주소를 첨부하여 전송
→ 로컬 네트워크 상의 모든 PC가 프레임을 받아들여 자신의 MAC 주소를 비교한 후, 동일하지 않으면 프레임을 버린다.
→ 효율성 : 수신자가 데이터 프레임을 받아야 하는 경우에만 CPU로 전송하므로 다른 PC의 성능에 영향을 주지 않는다.
- ex) 이메일 전송, 웹 브라우징
- 다수의 수신자에게 동일한 데이터를 전송할 때 비효율적이다.
브로드캐스트 (Broadcast)
- 네트워크 상에서 가장 많이 사용하는 통신 방식
하나의 송신자가 하나의 특정 수신자에게 데이터를 전송하는 방식
- 특정 수신자와의 1:1 통신을 통해 데이터를 주고 받기 위함
→ 1:n 통신 : 네트워크에 연결된 모든 장비가 프레임을 수신한다.
로컬 네트워크에 연결되어 있는 모든 시스템에게 프레임을 보내는 방식
→ 수신자가 MAC주소와 상관없이 모든 장비가 프레임을 수신하고 CPU로 전송한다
통신하고자 하는 시스템의 MAC 주소를 알지 못하는 경우,
네트워크에 있는 모든 시스템에게 알리는 경우, 라우터끼리 정보를 교환하거나
새로운 라우터를 찾는 경우 등에 이용된다.
→ 성능 저하 : 모든 장비가 데이터를 처리해야 하므로 네트워크 성능이 저하될 수 있다.
- ex) ARP요청, DHCP 디스커버리
- 과도한 브로드캐스트는 네트워크 상의 모든 PC의 성능이 저하될 수 있다.
멀티캐스트 (Multicast)
- 특정 그룹 멤버들에게만 데이터를 전송하는 방식
특정 그룹에게만 효율적으로 데이터 전달
연결되어 있는 시스템 중 일부에게만 정보를 전송
특정 그룹에 속해있는 시스템에게만 한 번에 정보를 전송
→ 1:그룹 통신 : 그룹 멤버들만 데이터를 수신
→ 라우터나 스위치에서 멀티캐스트를 지원해야 하며, 그렇지 않으면 멀티캐스트가 브로드캐스트처럼 동작한다.
→ 효율성 : 그룹 이외의 장비에는 영향을 주지 않으므로 효율적이다.
- ex) 라이브 스트리밍, 화상 회의
- 네트워크 장비가 멀티캐스트를 지원해야하며, 그렇지 않으면 제대로 동작하지 않을 수 있다.
- 그룹 통신을 위하여 다중 수신자들에게 동일한 데이터를 전송하고자 할 경우
유니캐스트 전송 방식을 이용한다면 전송하고자 하는 데이터 패킷을 다수의 수신자에게 각각 여러 번 전송해야 하며,
이러한 중복 전송으로 인해 네트워크 효율이 저하된다.
또한 수신자 수가 증가할 경우 이런 문제점은 더 커지게 된다.
반면 멀티캐스트 전송이 지원되면 송신자는 여러 수신자에게 한 번에 메시지가 전송되도록 하여
데이터의 중복 전송으로 인한 네트워크 자원 낭비를 최소화할 수 있게 된다.
▶ 일반 유니캐스트와 차이
일반적으로 TCP/IP 상의 인터넷 응용 프로그램은 데이터의 송신자가 이를 수신할 수신자의 인터넷 주소를
전송 패킷의 헤더에 표시해 패킷을 전송한다.
그러나 멀티캐스트 전송을 위해서는 수신자의 주소 대신 수신자들이 참여하고 있는 그룹 주소를 표시하여 패킷을 전송한다.
▶ 특징
- 그룹 단위로 묶어 그 그룹의 호스트들은 동시에 데이터를 받을 수 있다.
- UDP를 사용하여 전송함으로 신뢰성을 보장받지는 못한다.
- Client에서 멀티캐스트를 사용하는 Application을 시작하면
멀티 캐스트 IP주소와 멀티캐스트 MAC 주소를 라우터에 등록함으로 멀티캐스트 그룹에 등록된다.
- 하나의 Client에서 여러 멀티캐스트 주소를 수용할 수 있다.
즉, 여러가지 멀티캐스트 데이터를 동시에 받을 수 있다.
- 서버가 멀티캐스트 주소로 데이터를 전송 중에 있을 때
중간에 Client가 끼어들어도 처음부터 데이터를 받을 수 없고 중간부터 데이터를 받게 된다.
▶ 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 비교
- 유니캐스트(Unicast) : 1 대 1(특정 단일)
- 브로드캐스트(Broadcast) : 1 대 다수(불특정 다수)
- 멀티캐스트(Multicast) : 1 대 다수(특정 집단)
| 특징 | 유니캐스트 (Unicast) | 브로드캐스트 (Broadcast) | 멀티캐스트 (Multicast) |
| 설명 | 특정 수신자에게 전송 | 네트워크 내 모든 수신자에게 전송 | 특정 그룹 멤버들에게 전송 |
| 목적 | 특정 수신자와의 1:1 통신 | 네트워크 내 모든 장치에게 정보 전달 | 특정 그룹에게만 데이터 전달 |
| 통신 방식 | 1:1 통신 | 1:다 통신 | 1:그룹 통신 |
| 사용 예시 | 이메일 전송, 웹 브라우징 | ARP 요청, DHCP 디스커버리 | 라이브 스트리밍, 화상 회의 |
| 동작 방식 | 수신자 MAC 주소와 비교하여 전송 | 모든 장비가 데이터를 수신 | 그룹 멤버들만 데이터를 수신 |
| 효율성 | 단일 수신자에게만 데이터 전송 | 모든 장비가 데이터를 처리해야 함 | 그룹 이외에는 데이터를 전송하지 않음 |
| 주 사용 환경 | 인터넷, LAN | 로컬 네트워크 | 특정 그룹 통신 |
| 장점 | 다른 PC의 성능에 영향 없음 | 네트워크 전체에 데이터 전송 | 특정 그룹에만 데이터 전송 |
| 단점 | 다수 수신자에게 비효율적 | 네트워크 성능 저하 | 네트워크 장비가 지원해야 함 |
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