네트워크 전송모드 (유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트의 이해)

 

※ SK 쉴더스 루키즈 24기 (클라우드기반 스마트 융합보안 과정) 교육을 들으면서 작성한 내용입니다.

 

네트워크 통신에서 데이터를 전달하는 방식은 크게 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트로 나뉜다.

각 방식은 송신자와 수신자 간의 관계와 데이터를 전달하는 방법에 따라 다르다.

 

1️⃣ 유니캐스트(Unicast) - 1:1통신

유니캐스트는 한 송신자가 단일 수신자에게 데이터를 전달하는 전송 방식이다.

일반적으로 우리가 사용하는 대부분의 인터넷 통신(예: 웹 브라우징, 이메일, 파일 다운로드 등)이 유니캐스트 방식으로 이루어진다.

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🔹1. 유니캐스트 데이터 전송의 구조

유니캐스트는 OSI 7계층 모델 중 2계층(L2), 3계층(L3), 4계층(L4)의 정보를 사용하여 데이터를 전송한다.

• L2 (데이터 링크 계층): 송신 MAC 주소 + 수신 MAC 주소
• L3 (네트워크 계층): 송신 IP 주소 + 수신 IP 주소
• L4 (전송 계층): 송신 Port 번호 + 수신 Port 번호
• 전송 데이터 : 실제 송신하려는 데이터

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🔹2. 유니캐스트 통신 예시: 웹 브라우저

1. 사용자가 웹 브라우저를 실행하고 특정 웹사이트를 열면 운영체제가 송신 포트 번호를 자동으로 할당한다.
2. 웹 사이트가 HTTPS(보안 프로토콜)로 동작한다면, 수신 포트 번호는 443(HTTPS)로 설정된다.
3. 운영체제는 웹 사이트의 문자주소(FQDN)를 DNS를 통해 IP주소로 변환하고, ARP를 통해 해당 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 찾는다.

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2️⃣ 브로드캐스트(Broadcast) - 1:m 통신

브로드캐스트는 한 송신자가 네트워크 내 모든 장치(불특정 다수)에게 데이터를 전송하는 방식이다.

이 방식은 주로 네트워크 초기 설정 또는 특정 정보를 모든 장치에 알릴 때 사용된다.

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🔹1. 브로드캐스트 주소의 특징

브로드캐스트 주소는 특정 네트워크 범위 내 모든 장치를 대상으로 데이터를 전달하기 위해 사용되는 가상주소이다.

브로드캐스트 IP 및 MAC 주소

• 브로드캐스트 IP 주소 (BIP, Broadcast IP): ``255.255.255.255``
  • 리미티드 브로드캐스트(Limited Broadcast): 동일 네트워크 안에 있는 모든 장치에게 데이터를 전송
  • 다이렉티드 브로드캐스트(Directed Broadcast): 특정 네트워크 내의 모든 장치에게 데이터를 전송
    • ex. ``192.168.1.255/24``
• 브로드캐스트 MAC 주소 (BMAC, Broadcast MAC): ``FF:FF:FF:FF:FF:FF``
  • 브로드캐스트 패킷이 네트워크 내 모든 장치로 전송되도록 함

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🔹2. 브로드캐스트의 활용: DHCP

브로드캐스트는 특히 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에서 중요한 역할을 한다.

1. DHCP 클라이언트(ex. 새로 연결된 장치)가 네트워크에 접속하면, IP 주소를 요청하기 위해 브로드캐스트 패킷을 전송
2. DHCP 서버는 이 요청을 받아 적절한 IP 주소를 할당
3. 이 과정에서 포트 번호: 송신포트 ``68`` (DHCP클라이언트), 수신포트 ``67`` (DHCP 서버)

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3️⃣ 멀티캐스트(Multicast) - 1:n 통신

멀티캐스트는 한 송신자가 특정 그룹의 수신자(특정 다수)에게 데이터를 전송하는 방식이다.

브로드캐스트와는 달리, 멀티캐스트는 데이터를 필요한 장치에게만 전송하여 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다.

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🔹1. 멀티캐스트 주소의 특징

브로드캐스트 IP 및 MAC 주소

• 멀티캐스트 IP 주소 (MIP, Multicast IP): ``224.0.0.0`` ~ ``239.255.255.255``
  • ex. ``244.0.0.1``은 모든 멀티캐스트 지원 장치를 대상으로 함
• 멀티캐스트 MAC 주소 (MMAC, Multicast MAC): ``01:00:5E:XX:XX:XX``
  • ``XX:XX:XX`` = IP주소의 하위 23비트를 16진수로 변환한 값

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🔹2. 멀티캐스트의 활용

• 멀티캐스트는 주로 실시간 스트리밍, IPTV, 원격 회의 시스템 등에서 사용됨
• 예를 들어, IPTV 서버가 특정 채널의 데이터를 멀티캐스트 그룹으로 전송하면, 이 그룹에 가입한 사용자만 데이터를 수신할 수 있음

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