Ipv4 전송 유형

앞에서 네트워크의 전송과 교환에 대해서 설명한 글이 있습니다. 

그럼 Ipv4의 전송유형과 네트워크의 전송유형은 다른 것인가 하는 의문이 들 수 있습니다.

결론적으로 보면 네트워크 전송유형이 좀 더 큰 틀에서 접근하는 것이고 네트워크 전송유형을 응용해서 ipv4를 만들었다고 보시면 됩니다. 

우리는 ipv4를 더 많이 사용하니 이 부분을 더 잘 아는 것이 중요합니다. 

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유니캐스트 (Unicast)

먼저 유니캐스트에 대해서 알아봅시다 

유니캐스트는 서버( server )와 클라이언트 ( client )가 1:1로 매칭되어 있는 형태를 의미합니다.

유니 캐스트가 가지는 특징은 아래와 같습니다.

• 목적지가 정해져 있기 때문에 데이터가 정확하게 전달된다.
• 불 필요한 데이터 전송이 없기 때문에 자원을 효율적으로 사용한다.
• 보안적으로 좋다
• 복잡한 네트워크에서는 경로가 다소 복잡하거나 길어질 수 있다.
• 대규모 패킷은 처리가 어렵다.

유니 캐스트는 서버에 입장에서는 다수의 클라이언트를 상대하기 어렵습니다. 대표적으로 인터넷 방송은 유니캐스트로 데이터를 전달하기 어렵겠죠 그러나 클라이언트 입장에서는 매우 좋습니다. 나에게 필요한 정보만 요청하고 전달할 수 있기 때문입니다.

 

브로드캐스트 ( Broadcast )

브로드캐스트는 하나의 서버에서 다수의 클라이언트에게 데이터를 전달하는 것을 의미합니다.

1:N 매칭 통신이라고 보시면 됩니다. 

대표적으로 라디오 방송을 생각하시면 됩니다.

브로드캐스트가 가지는 특징은 아래와 같습니다.

• 서버에 연결된 모든 클라이언트에게 데이터가 전달된다.
• 구현이 간단하다
• 클라이언트 모두에게 데이터를 전달하기 때문에 불필요한 데이터가 전송되어 네트워크 부하가 증가한다.
• 보안성이 취약하다.
• 네트워크가 확장될수록 문제가 발생할 여지가 늘어난다.

브로드캐스트는 얼핏 보면 별 쓸모가 없다고 생각될 수 있을 겁니다. 통신을 한다고 하면 1:1 통신이 메인이라고 생각할 수 있지만 생각보다 브로드캐스트는 네트워크 상에서 매우 중요한 위치를 가지고 있습니다.

예를 들면 우리가 인터넷을 사용하기 위해서 사용하는 DHCP가 대표적인 예시입니다.

 

추가적 사항으로 브로드캐스트가 한번 발생했을 때 해당 브로드캐스트를 다 한 번씩 받는 클라이언트의 영역을 

브로드캐스트 도메인 ( Broadcast domain) 혹은 브로드캐스트 구간이라고 합니다. 

물론 브로드캐스트가 네트워크에 부담이 되기 때문에 작을수록 좋습니다.

 

멀티캐스트 ( Multicast )

멀티캐스트는 하나의 서버에 여러 명의 송신자가 붙는 것은 브로드캐스트와 비슷합니다. 브로드캐스트와 차이점은

브로드캐스트는 클라이언트에게 선택권 없이 무조건 전달하며 멀티캐스트는 특정한 그룹의 클라이언트에게 동일한 내용의 데이터를 전달한다는 차이가 있습니다.

 

멀티캐스트의 특징은 아래와 같습니다.

• 1:N 통신이지만 특정 그룹의 클라이언트에게 동일한 데이터를 전송한다.
• 해당 데이터가 불필요한 클라이언트에게는 전달되지 않는다.
• 멀티캐스트를 지원하기 위해서는 특정한 네트워크 환경이 필요하다.
• 멀티캐스트 그룹에 대한 관리가 필요하며 해당 그룹에 대한 보안이 중요하다.

멀티캐스트는 대표적으로 실시간 스트리밍을 생각하시면 됩니다. 대규모 데이터 전송 환경에서 매우 유리합니다.

최근에 들어서 대부분의 네트워크를 통한 환경은 멀티캐스트를 고려해서 설계하기 때문에 알아 두시면 좋습니다.

 

추가적으로

 unicast , broadcast , multicast 모두 unicast routing 이 꼭 필요합니다. 

unicast routing은 송신자가 수신자에게 데이터를 전달하기 위해서 최적의 경로를 찾는 과정입니다.

결론적으로 1:1 통신이 되지 않는다면 ipv4의 데이터 전송유형은 사용할 수 없습니다.

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애니캐스트 ( Anycast)

애니캐스트는 위에서 설명한 전송방식과 다른 독특한 특징이 있습니다.

하나의 서버가 동일한 IP 주소를 여러 개의 서버 또는 노드들이 공유하는 방식입니다. 하나의 서비스 요청을 서버에 전달했을 때 여러 개의 노드로 전송될 수 있고 이중 가장 가까운 노드에 요청이 전달되는 기능입니다.

 

특징은 아래와 같습니다.

• 클라이언트에게 가장 가까운 서버에서 서버를 제공하기 때문에 응답속도가 빠르다.
• 하나의 서버에서 장애가 발생해도 동일한 IP를 가진 서버가 여러 개 이기 때문에 서비스의 안정성이 높다.
• 서비스의 수요에 따른 확장성이 좋다.
• 다른 전송방식의 네트워크 구성보다 복잡한 네트워크 구성을 가진다.
• 단일 실패지점 ( Single point of failure ) 존재한다. ( 라우팅 테이블에 오류가 발생하면 서비스 장애 발생)

애니캐스트는 ipv4에서 사용은 가능하지만  현재는 ipv6에서 더 활발하게 사용하고 있습니다.

해외의 경우에는 ipv6를 사용하는 경향이 보이기도 합니다. 그 이유는 클라우드 서비스를 제공하는 업체들이 대부분 해외기업이기 때문입니다.