Network Address Types

Reference: [책] IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문

Network에서 출발지에서 목적지로 data를 전송할 때 사용하는 통신 방식에는 유니캐스트 (Unicast), 브로드캐스트 (Broadcast), 멀티캐스트 (Multicast), 애니캐스트 (Anycast)가 있다

1. Unicast

• 출발지와 목적지가 명확히 하나로 정해져 있는 1:1 통신 방식이다

• 실제로 사용하는 대부분의 통신은 Unicast 방식을 사용한다

2. Broadcast

• 목적지 주소가 모든으로 표기되어 있는 1:모든 통신 방식이다

• Unicast로 통신하기 전, 주로 상대방의 정확한 위치를 알기 위해 사용된다

• 주소 체계에 따라 Broadcast를 다양하게 분류할 수 있지만 기본 동작은 Local network 내에서 모든 host로 packet을 전달해야 할 때 사용된다

3. Multicast

• Multicast group address를 이용해 해당 group에 속한 다수의 host로 packet을 전송하기 위한 1:그룹 통신 방식이다

  • 여기서 group은 multicast 구독 host group을 뜻한다

• IPTV와 같은 실시간 방송을 볼 때 multicast 통신 방식을 사용한다

• 사내 방송이나 증권 시세 전송과 같이 단방향으로 다수에게 동시에 같은 내용을 전달해야 할 때 사용된다

4. Anycast

• Anycast 주소가 같은 host 중에서 가장 가깝거나 가장 효율적으로 서비스할 수 있는 host와 통신하는 방식이다

  • 목적지가 동일 group내의 1개 host인 1:1 통신 방식이다

• Anycast의 gateway 성질을 이용해서 가장 가까운 DNS server를 찾을 때 사용하거나 가장 가까운 gateway를 찾는 anycast gateway 기능에 사용하기도 한다

• 최종 통신은 1:1로 unicast와 anycast가 동일하지만 통신할 수 있는 후보자는 서로 다르다

  • unicast는 출발지와 목적지가 모두 한 대씩 이지만,

  • anycasst는 같은 목적지 주소를 가진 서버가 여러 대여서 통신 가능한 다수의 후보군이 있다

통신 방식 정리

Type	통신 대상	범위	IPv4	IPv6	예제
Unicast	1 : 1	전체 network	O	O	HTTP
Broadcast	1 : 모든	subnet (local network)	O	X	ARP
Multicast	1 : 그룹	정의된 구간	O	O	방송
Anycast	1 : 1	전체 network	△	O	DNS

• 현재 주로 사용되는 network 주소 체계는 IPv4 기반이다

  • 일부 mobile network와 대규모 data center 위주로 새로운 IPv6 기반 주소 체계가 사용되고 있다

  • IPv6에서는 Broadcast가 존재하지 않고 link local multicast로 대체되어 사용된다

• 통신 방식을 구분할 때 중요한 것은 실제 데이터를 전달하려는 출발지가 기준이 아니라 목적지 주소를 기준으로 구분된다는 것이다

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BUM Traffic

• BUM Traffic의 BUM은 B (Broadcast), U (Unknown Unicast), **M (Multicast)**를 지칭한다

  • B, U, M은 서로 다른 종류의 traffic이지만 network에서의 동작은 서로 비슷하다

• Unknown Unicast는 unicast여서 목적지 주소는 명확히 명시되어 있지만 network에서의 동작은 Broadcast와 같을 때를 가리킨다

  • Switch가 목적지에 대한 주소를 학습하지 못한 상황 (switch 입장에서 unknown)이어서 packet을 모든 port로 flooding 하는 unicast를 unknown unicast라고 한다

• BUM Traffic이 중요한 이유는 unicast이지만 실제 겉으로 보이는 동작 방식은 broadcast 에 가깝기 때문이다

  • 물론 unicast이므로 전달 받는 **모든 단말 NIC (Network Interface Card)**에서 도착지 주소를 확인하고 자신이 목적지가 아니므로 packet을 버린다

  • 하지만 network입장에서는 network 자원을 쓸데없이 사용하므로 network 상에서 불필요한 BUM Traffic이 많아지면 network의 성은ㅇ이 저하 될 수 있다!

• Ethernet 환경에서는 ARP Broadcast를 먼저 보내고 이후 통신을 시작하므로 BUM Traffic이 많이 발생하지 않는다