Internet Group Management Protocol

소개글

Internet Group Management Protocol에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Multicast Routing 3
2. Unicast, Multicast, Broadcast 4
3. IGMP(Internet Group Management Protocol)5
3.1 Group Management5
3.2 Message Format6
3.3 Operation7
3.4 Encapsulation10
4. Multicast Tree12
5. Multicast Backbone13
6. Reference13

본문내용

가지고 있으므로 ARP 프로토콜은 이 패킷을 전달하는 MAC주소를 데이터링크계층에서 찾을 수 없다.
대부분의 LAN은 물리 멀티캐스트 주소를 지원한다. 이더넷도 그 중 하나인데, 이더넷의 MAC주소는 48비트이다. 이 중 처음 25비트는 물리 멀티캐스트 주소임을 정의할 수 있고, 나머지 23비트는 그룹을 정의하기 위하여 사용될 수 있다. IP 멀티캐스트 주소를 이더넷 주소로 변화하기 위하여 멀티캐스트 라우터는 D클래스 IP주소에서 하위 23비트를 추출하여 이더넷의 멀티캐스트 물리주소에 삽입한다.
그러나 D클래스 IP 주소의 그룹 식별자는 28비트이므로 5비트는 사용되지 않는다. IP 계층에서 32개의 멀티캐스트 주소는 한 개의 멀티캐스트 주소로 변환되는 것을 알 수 있다. 다시 설명하면 일-대-일이 아니고 다-대-일이다. 만약 D 클래스 주소의 가장 왼쪽 5비트인 그룹 식별자가 0이 아니면 호스트는 자신이 속하지 않은 그룹으로 가는 패킷을 수신할 수 있다. 이러한 이유로 호스트는 IP 주소를 점검하여 자신의 IP 주소에 해당하지 않는 패킷은 폐기하여야 한다.
대부분의 WAN은 물리 멀티캐스트를 지원하지 않는데, 이러한 네트워크를 통하여 멀티 캐스트 패킷을 전달하려면 터널링(tunneling)이라는 과정을 사용해야 한다. 터널링에서 멀티캐스트 패킷은 유니캐스트 패킷에 캡슐화되어 전달되고 네트워크의 다른 쪽 끝에서 역 캡슐화 된 뒤 다시 멀티캐스트 패킷으로 나타난다.
4. Multicast Tree
멀티캐스팅의 목적은, 그룹의 모든 소속원들은 멀티캐스트 패킷 사본을 하나만 수신하고 비소속원은 사본을 받아서는 안된다. 또한 발신지로부터 각 목적지로 이동하는 경로는 최적이어야 한다. 멀티캐스팅의 이러한 목적들은 스패닝 트리를 통해서 달성된다. 발신자 기반 트리와 그룹 공유 트리라는 두 가지 형태의 트리가 멀티캐스팅을 위해서 사용된다.
발신지 기반 트리(source-based trees) 방법에서 단일 트리는 각 발신지와 그룹의 조합 하나에 트리 하나를 만들어 낸다. 다시 말해서, 트리 형성은 발신지와 그룹 둘 다를 기본으로 하고 있다. 시스템에 N개의 그룹과 M개의 발신지가 존재한다면 각 발신자. 목적지 조합에 대하여 하나씩 최대 N*M 개의 트리가 생긴다. 예를 들어 현재 상태에서 발신지 하나가 228.9.28.40의 D클래스 주소를 가지는 그룹에게 멀티캐스팅 패킷을 전송할 필요가 있다면 그에 해당하는 트리가 이 목적을 위하여 만들어진다. 2분 후에 동일한 발신지가 그룹 230.6.4.2로 멀티캐스팅 패킷을 전송하기를 원한다면 트리는 변한다. 발신지 기준 접근 방법에서는 발신자와 그룹이 트리를 결정한다. 두 가지 접근 방법들이 최적의 발신지 기준 멀티캐스팅 트리를 만드는데 사용되어왔다. 첫 번째 방법은 DVMRP에서 사용되며, 유니캐스트 거리 벡터 라우팅(RIP)의 확장이다. 두 번째 방법은 MOSPF에서 사용되며 유니캐스팅 링크 상태 라우팅(OSPF)의 확장이다. PIM-DM과 같은 다른 프로토콜은 필요에 따라 RIP또는 OSPF를 사용한다.
그룹 공유 트리(group-based tree)방법에서 시스템에 있는 각 그룹은 동일한 트리를 공유한다. 전체 시스템에 N개의 그룹이 있다고 가정하면, 각 그룹에 대하여 한 개씩 최대 N개의 트리가 존재한다. 예를 들어 지금 발신자가 226.7.18.10의 D 클래스 주소를 가지는 그룹에게 멀티캐스트 패킷을 전송할 필요가 있다면 이에 상응하는 트리가 이 용도로 생성된다. 수초 후에 또 다른 발신지가 동일한 그룹에게 다른 패킷을 전송할 필요가 있다면 이 때 해당하는 트리는 같다. 그러나 이전의 발신지 또는 다른 어떠한 발신지에서 그룹 229.5.80.10으로 패킷을 전송할 필요가 있다면 새로운 트리가 생성된다. 즉 그룹이 변할 때 트리가 변한다. 다시 말해서 트리는 발신지와 상관없이 같은 그룹을 위해서 동일하게 유짖된다. 그룹 공유 트리 방법에서는 발신지가 아닌 그룹이 트리를 결정한다. 이 방법에서는 멀티 캐스트 트리를 찾기 위해서 스타이너 트리(Steiner tree)와 랑데부 포인트 트리(rendezvous-point tree)의 두 가지 접근 방법이 있다.
5. Multicast Backbone
멀티미디어와 실시간 통신은 인터넷에서 멀티캐스팅을 위한 요구들을 증가시켜왔지만, 인터넷 라우터의 단지 작은 숫자만이 멀티캐스트 라우터들이다. 즉 멀티캐스트 라우터는 멀티캐스트 패킷을 전달하기 위해서 이웃에게 다른 멀티캐스트 라우터를 찾지 못할 수도 있다. 이 문제에 대한 해결책이 터널링(tunneling)이다. 멀티캐스트 라우터들은 유니캐스트 라우터 위에 있는 라우터의 그룹으로 보여질 수 있으며, 물리적으로는 연결되어 있지 않을 수 있지만 논리적으로는 연결되어 있다. 다음 그림에서는 점선 안에 있는 라우터들만이 멀티캐스팅을 할 수 있다. 터널링이 없다면 이러한 라우터들은 격리된 섬과 같다. 멀티캐스팅을 가능하도록 터널링의 개념을 사용하여 이런 격리된 라우터들로부터 멀티캐스트 백본(MBONE,Multicast Backbone)을 만든다.
논리적 터널(logical tunnel)은 유니캐스트 안에 멀티캐스트 패킷을 캡슐화함으로써 설정된다. 멀티캐스트 패킷은 유니캐스트 패킷의 페이로드(데이터)가 된다. 중간(비 멀티캐스트) 라우터들은 유니캐스트 라우터로 경로를 설정하고 하나의 격리된 라우터에서 다른 격리된 곳으로 패킷을 전달한다. 마치 유니캐스트 라우터가 존재하지 않고 두 개의 멀티캐스트 라우터들이 이웃에 있는 것처럼 보인다. 지금까지 MBONE와 터널링을 지원하는 유일한 프로토콜은 DVMRP이다, 다음 그림은 이 개념을 보여주고 있다.
6. Reference
[1] Data Communications and Networking, Behrouz A.Forouzan, McGraw Hill
[2] 데이터 통신과 네트워킹, 김한규.박동선.이재광 역, 교보문고
[2] TCP/IP Protocol Suited, Behrouz A.Forouzan, McGraw Hill
[3] 자바 I/O & NIO 네트워크 프로그래밍, 김성박.송지훈, 한빛미디어

키워드

멀티캐스트,   멀티캐스팅,   멀티캐스트 라우팅