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개요
- 트리 구성과 멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 송신 호스트(Source)에서 그룹 멤버에 이르는 경로를 결정하기 위한 프로토콜
- 그룹별로 송신 호스트와 그룹 멤버를 연결시켜 주는 트리가 구성되며, 이에 따라 멀티캐스트 라우터는 포워딩 테이블을 작성
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멀티캐스트의 경우 라우팅 테이블과는 별도의 포워딩 테이블이 필요하며, 멀티캐스트 라우팅 프로토콜도 Intra-AS 멀티캐스트 라우팅과 Inter-AS 멀티케스트 라우팅으로 분류
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유니캐스트와의 차이점
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그룹 주소의 사용
- 멀티캐스트 전송이 일반적인 유니캐스트 인터넷을 응용 분야와 다른 점은 전송 패킷에 있음
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일반적으로 TCP/IP 상의 인터넷 응용 프로그램은 데이터의 송신자가 이를 수신할 수신자의 인터넷 주소를 전송 패킷의 헤더에 표시해 패킷을 전송하나, 멀티캐스트 전송을 위해서는 헤더에 수신자의 주소 대신 수신자들이 참여하고 있는 그룹 주소를 표시하여 패킷을 전송
- 유니캐스트는 특정 주소를 가지고 있는 한 노드에게 전송하는 통신방식이고, 멀티캐스트는 보내고자 하는 특정 그룹의 멥버 노드들에게만 전송하는 통신방식이며, 브로드캐스트는 네트워크상의 모든 노드들에게 전송하는 통신 방식
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멀티캐스트 전송을 위한 그룹 주소
- D-class IP 주소(224.0.0.0 ~ 239.255.255.255)는 전 세계의 인터넷 호스트를 나타내는 A, B, C-class IP 주소와는 달리 실제의 호스트를 나타내는 주소가 아님
- 그룹 주소를 갖는 멀티캐스트 패킷을 전송받은 수신자는 자신이 패킷의 그룹에 속해 있는지를 판단하여 패킷의 수용 여부를 결정
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터널링 개념 및 캡슐화
- 인터넷상의 라우터들이 대부분 유니캐스트만을 지원하기 때문에 멀티캐스트 패킷을 전송하기 위해서는 멀티캐스트 라우터 사이에 터널링이라는 개념을 사용하여 캡슐화된 패킷을 전송
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멀티캐스트 주소를 가진 데이터 패킷 헤더 앞에 멀티캐스트 라우터 간에 설정된 터널의 양 끝단의 IP 주소를 덧붙여 라우팅을 함으로써, 멀티캐스트를 지원하지 않는 일반 라우터들을 거칠 때 기존의 유니캐스트 패킷과 같은 방법으로 라우팅되어 최종적으로 전송됨
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Intra-AS 멀티캐스트 라우팅 프로토콜의 분류
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SBT(Source Based Tree) 방식
- 송신 호스트로부터 각 멤버에 이르는 트리가 구성됨
- DVMRP(Distance Vector Multicast Routing Protocol), MOSPF(Multicast extension to OSPF), PIM-DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode)등이 있음
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CeBT(Center Based Tree) 방식
- 한 그룹에 여러 개의 송신 호스트가 있는 n:n 멀티캐스트 서비스를 지원하는 프로토콜로, 하나의 트리를 구성하여 모든 송신 호스트가 공유
- 송신 호스트들은 중심(core)라우터를 선정하고 이 중심 라우터로부터 각 호스트까지 트리를 구성하고, 각 송신 호스트들이 중심 라우터로 멀티캐스르 데이터그램을 보내면 이 라우터는 설정된 트리를 따라 포워딩 함
- SBT는 송신 호스트만큼의 트리를 관리하나, CeBT에서는 1개의 트리만 관리하면 되므로 CeBT사 확장성 측면에서 SBT에 비해 우수함
- 송신 호스트의 수가 많은 비디오 게임이나 화상 회의 같은 서비스에는 CeBT를 이용하는 것이 유리함
- CeBT 방식으로는 현재까지 CBT(Core Based Tree) 및 PIM-SM(PIM-Sparse Mode)등이 제안되어 있음
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| 구분 | SBT | CeBT |
| 소극적 가입 | DVMRP, PIM-DM | |
| 적극적 가입 | MOSPF, PIM-SM | CBT, PIM-SM |
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Intra-AS 멀티캐스트 라우팅 프로토콜의 종료
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DVMRP
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DVMRP는 RFC-1075에 의해 제안된 멀티케스트 라우팅 프로토콜이며, Mborn 시험망에서 사용되고 있음
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Mborn : 실제의 인터넷상에 IP 멀티캐스트 패킷의 라우팅 기능을 추가한 가상의 네트워크로, 이더넷과 같은 멀티캐스트 LAN처럼 IP 멀티캐스트 기능을 지원하는 네트워크들로 이루어지며, 터널이라 불리는 가상의 점 대 점 링크로 연결됨특정 다수인에게 송신하는 멀티캐스트 기능을 이용하며, 클래스 D라는 하나의 IP 주소로 특정 그룹에 참여하는 모든 사람들에게 동일한 데이터를 전달함
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- RIP와 유사하게 멀티캐스트 라우터들 간에 거리 벡터 정보를 교환
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MOSPF
- MOSPF 프로토콜은 유니캐스트 라우팅 프로토콜인 OSPF에 기반을 두고 있으며, RFC-1584에 기술되어 있음
- 각각의 라우터는 ICMP프로토콜을 이용해 주기적으로 그룹멤버에 대한 정보를 얻음
- Group LSA도 교환함으로써, 네트워크 토플로지 외에 AS 내부에 있는 그룹 멤버쉽에 대한 정보도 파악
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IGPM[Internet Group Management Protocol] - RFC 1120에서 규정한 표준 기반의 프로토콜로, 인터넷 컴퓨터가 멀티캐스트 그룹을 인근의 라우터들에게 알리는 수단을 제공하는 인터넷 프로토콜이며, OSI 참조모델에서 네트워크 계층의 일부에 해당됨
- LSA[Link State Advertisement] - 라우터와 그 이웃들에 대한 정보를 갖고 있으며, 링크의 상태가 변하면 그것을 탐지한 라우터가 LSA를 만들어 이웃 라우터들에게 멀티캐스트로 전달하는데, 이를 받은 라우터는 자신의 링크상태 데이터베이스를 갱신하고 이웃 라우터에게 포워딩함(LSA 플러링)
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CBT(Core Based Tree)
- CBT는 명시적 가입 메커니즘을 사용해 공유형 트리를 구성하며, 각 라우터들은 IGMP에 의해 서브넷의 멤버를 탐지하게 되면 중심 라우터를 향해 가입(Join) 메시지를 전송
- 가입 메시지는 유니캐스트 라우팅 프로토콜에 의해 중심 라우터까지 전달되는데, 가입 메시지의 전송 경로에 따라 CBT 트리가 구성됨
- 송신 호스트에서 보낸 멀티캐스트 데이터그램은 CBT 트리를 따라 모든 멤버 라우터에게 전달되고, 최종적으로는 멤버 호스트에 전달됨
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PIM-DM/SM
- PIM이란 특정 유니캐스트 라우팅 프로토콜과 독립적임을 의미하는데, 이는 DVMRP가 RIP 기반이고 MOSPF가 OSPF 유니캐스트 라우팅 프로토콜에서만 사용되어야 하는 것과 같이 특정 유니캐스트에 의존하는 것과 비교됨
- PIM은 그룹의 멤버가 특정 지역에 밀집되어 있는 환경(DM : Dense Mode)을 위한 프로코톨(PIM-DM)과 다양한 지역에 널리 분포되어 있는 환경(SM : Sparse Mode)을 위한 프로토콜(PIM-SM)로 구분
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PIM-DM라우팅과 독립성을 위해 수신한 데이터그램을 다른 인접한 모든 라우터로 포워딩하는 점에서 DVMRP와 차이가 있으며, 이후 절차는 DVMRP와 동일
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PIM-SM
- CBT와 같이 공유형 트리를 구성하기 위해 사용되며, 일부 Mborn 망에서 사용하고 있음
- PIM-SM에서는 중심 라우터를 RP(Rendezvous Point) 라우터라 함
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PIM-SM에서 가입 절차와 트리를 구성하는 절차는 CBT와 동일하나, CBT에서는 양 방향 트리이고 PIM-SM의 트리는 단 방향임
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Inter-AS 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 제안
- Inter-AS 멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 궁극적으로 해결해야 할 라우팅 기술 중 하나로, 각 AS간의 메시지 교환 및 협력을 필요함
- 현재 단기적인 해법으로는 M-BGP(Multicast extension to BGP), MSDP(Multicast Source Discovery Protocol) 및 PIM-SM 프로토콜을 연동시켜 사용하는 방식이 제안되고 있음
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IETF에서는 궁극적인 Inter-AS 멀티캐스트 라우팅 프로토콜로, BGMP(Border Gateway Multicast Protocol)라는 프로토콜을 개발하고 있음
- IEFT에서 장기적으로 고려하는 Inter-domain 멀티캐스트 라우팅 프로토콜로, Inter-Domain 멀티캐스트 라우팅 프로토콜이란 다른 도메인 혹은 ISP 간에 멀티 캐스트 트리를 구성하는 프로토콜
- 도메인 내에서는 DVMRP, MOSPF, CBT, PIM-SM 등 의 프로토콜을 사용하고, 여러 도메인에 걸쳐 멀티캐스트 트리가 구성될 필요가 있을 때 Inter-Domain 라우팅 프로토콜을 사용
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