Unicast (однонаправленная передача) — пакет отправляется по точному адресу единственного получателя. Каждый TCP-сеанс — unicast: браузер обращается к конкретному серверу, и весь трафик идёт только между этими двумя узлами.
Сравнение типов адресации
| Тип | Получателей | Пример |
|---|---|---|
| Unicast | 1 | HTTP, SSH, FTP |
| Broadcast | Все в подсети | ARP-запрос, DHCP Discover |
| Multicast | Группа подписчиков | IPTV, видеоконференция |
| Anycast | Ближайший из группы | DNS-резолверы, CDN |
Как работает
Отправитель помещает в заголовок пакета конкретный IP-адрес получателя. Маршрутизаторы на пути пересылают пакет по таблицам маршрутизации до цели. Никакие другие хосты этот пакет не получают.
При доставке нескольким получателям unicast требует столько же копий трафика, сколько получателей. Если сервер стримит видео 1000 клиентам через unicast — он отправляет 1000 идентичных потоков. Multicast решает эту проблему для доверенных сетей, CDN — для публичного интернета.
История
Unicast — исходный способ адресации в ARPANET (1969). Broadcast появился в первых локальных сетях в 1970-е. Multicast для IP определён в RFC 1112 (1989). Anycast стандартизирован для IPv6 в RFC 2373 (1998) и широко применяется в DNS (root-серверы) и CDN.
Unicast в хостинге
Практически весь серверный трафик — unicast: пользователи подключаются к сайту через отдельные TCP-сессии. Каждый VPS получает unicast-адрес, на который маршрутизируется трафик из интернета. В балансировщиках нагрузки реализован Virtual IP (VIP) — один unicast-адрес, за которым стоит пул серверов.
Unicast в сетевых протоколах
Большинство интернет-протоколов используют unicast: TCP — всегда unicast (соединение между двумя конкретными точками), UDP — может быть unicast, multicast или broadcast. HTTP/HTTPS, SSH, FTP, SMTP — все работают через TCP unicast. Единственные крупные исключения: видеостриминг (возможен multicast в IPTV), DNS-запросы (иногда multicast через mDNS), сетевое обнаружение (SSDP, mDNS — multicast).
В хостинге весь трафик между клиентом и сервером — unicast. Один запрос к сайту = одно unicast соединение. При 1000 одновременных пользователях сервер поддерживает 1000 unicast TCP-соединений. Балансировщик нагрузки принимает unicast-соединение от клиента и устанавливает отдельное unicast-соединение с бэкенд-сервером.
Anycast как альтернатива
Anycast — особый режим unicast, при котором один IP-адрес анонсируется из нескольких географических точек. Клиент подключается к «ближайшей» точке присутствия по таблицам BGP-маршрутизации. Именно так работают DNS-серверы провайдеров (8.8.8.8 от Google доступен через anycast из 100+ точек) и CDN. Anycast — unicast с топологической оптимизацией.
Unicast и производительность
Unicast масштабируется горизонтально: добавление бэкенд-серверов и балансировщика позволяет обслуживать больше одновременных пользователей. Multicast был создан для случаев, когда один источник отправляет данные тысячам получателей (онлайн-трансляции), но требует поддержки на уровне маршрутизаторов — в интернете IGMP multicast поддерживается только внутри провайдерских сетей. CDN эффективнее решает задачу масштабирования unicast-доставки видео: каждый пользователь получает поток по отдельному unicast-соединению с ближайшим edge-сервером.