IP 주소

ARP(Address Resolution Protocol)

컴퓨터는 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC를 기반으로 통신한다. 즉 ARP는 IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는IP와

MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜이다.

 

ARP: 가상 주소인 IP -> 실제 주소인 MAC로 변환

RARP: 실제 주소인 MAC ->  가상 주소인 IP 주소로 변환

 

-ARP의 주소 찾기

ARP Request 브로드캐스트를 보냄 -> 원하는 IP 주소를 가진 장치를 찾음 -> 찾아진 장치에서 APR reply 유니캐스트를 이용해 MAC 주소를 반환 -> 원하는 MAC 주소 얻음

• 브로드캐스트: 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식
• 유니캐스트: 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1 : 1로 데이터를 전송하는 방식

홉바이홉(hop by hop) 통신

IP 주소를 통해 통신하는 것을 홉바이홉 통신이라 한다. hop이란 영어 뜻으론 건너뛰는 모습을 의미하는데 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 표현한 것이다.

각 라우터에 있는 라우팅 테이블의 IP를 기반으로 패킷을 전달한다. 즉 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 다음 IP로 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지에 도착한다.

• 라우팅: IP 주소를 찾아가는 과정

-게이트웨이(gateway)

게이트웨이는 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 컴퓨터, 소프트웨어를 말한다.

우리가 인터넷을 사용하기 위해서는 많은 게이트웨이를 거쳐야하는데 이때 게이트웨이가 서로 다른 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 한다.

IP 주소 체계

IP 주소는 IPv4, IPv6으로 나눈다.

IPv4: 32비트를 8비트 단위로 점 찍어 표기, ex)123.45.67.89

IPv6: 64비트를 16비트 단위로 점 찍어 표기, ex)2001:ad8::fc00:41:2314

클래스 기반 할당 방식(CIDR)

클래스 기반 할당 방식은 A, B, C, D, E의 5개 클래스로 구분해 IP 주소 체계를 관리한다. 네트워크 주소 + 호스트 주소로 사용한다.

A, B, C: 일대일 통신으로 사용

D: 멀티캐스트 통신

E: 앞으로 사용할 예비용

 

예를 들어 클래스 A는 0.0.0.0부터 127.255.255.255까지 범위를 갖는다. 

구분 비트: 맨 왼쪽에 있는 비트이며 이를 통해 클래스 간 IP가 나눠진다

ex1) 클래스 A는 0, 클래스 B는 10, 클래스 C는 110, ex2) 클래스 A의 범위는 00000000.00000000.00000000.00000000 ~ 01111111.11111111.11111111.11111111이다. 십진수로 표현하면 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255이다.

 

네트워크 첫 번째 주소: 네트워크 구별 주소로 사용

가장 마지막 주소: 브로드캐스트용 주소로 사용하며 네트워크에 있는 모든 컴퓨터에 데이터를 보낼 때 사용

 

-예시

클래스 A에 12.0.0.0이란 네트워크 부여했다고 가정하면

네트워크 구별 주소: 12.0.0.0

브로드캐스트용 주소: 12.255.255.255

호스트 주소: 12.0.0.1 ~ 12.255.255.255.254를 호스트 주소로 사용 가능

 

=> 하지만 이런 방식은 버리는 주소가 많은 단점 존재, 이를 보완하기 위해 DHCP, IPv6, NAT 등장

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP는 IP 주소, 기타 통신 매개변수를 자동 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜이다.

DHCP을 이용해 IP 주소를 수동으로 설정할 필요가 없다. 따라서 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP주소를 할당한다. 라우터, 게이트웨이에 DHCP 기능이 있고 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당한다.

NAT(Network Address Translation)

NAT는 패킷이 라우터를 통해 전송될 때 IP 주소 정보를 수정해서 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법이다.

IPv4 주소 체계로 이 많은 주소를 감당하지 못해서 NAT로 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 주소를 처리한다. 

 

사설 IP: 192.168.0.xx이며 각 직원마다 다른 IP를 가짐

공인 IP: 121.165.151.200이며 외부 인터넷에 요청 가능

 

=> 공인 IP를  기반으로 직원마다 다른 IP를 가지는 것 처럼 사용 가능하다. NAT 장치를 통해 "공인IP <-> 사설 IP" 서로 변환이 가능하다.

 

-NAT를 사용하는 이유

1. NAT를 사용하면 하나의 공인 IP 주소를 이용해 여러 대의 호스트가 인터넷에 접속할 수 있다.

ex) 인터넷 공유기의 NAT 기능이 탑재되어 있어서 여러 PC를 연결해 사용할 수 있다.

 

2. NAT이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP와 외부에 들어나는 IP 주소가 달라서 내부 네트워크에 대한 보안이 어느 정도 가능하다.

 

-NAT의 단점

여러 명이 동시에 접속하면 접속 속도가 느려질 수 있다.