02-4. IP 주소

2.4.1 ARP(Address Resolution Protocol)

 

컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신은 흔히들 IP 주소 기반으로 통신한다고 알고 있지만

정확히 이야기하자면 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신한다고 한다.

 

ARP
IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜

 

• ARP: 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환한다.
• RAPR: 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환함

1. 장치 A가 ARP Request 브로드캐스트를 보내서 IP 주소인 120.70.80.3에 해당하는 MAC 주소를 찾는다.
2. 해당 주소에 맞는 장치 B가 ‘ARP reply 유니캐스트’를 통해 MAC 주소를 반환하는 과정을 거쳐 IP 주소에 맞는 MAC 주소를 찾음

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

2.4.2 홉바이홉 통신

IP 주소를 통해 통신하는 과정

홉(Hop)은 영어자체로 건너뛰는 모습을 의미함.

패킷이 여러개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한것

 

통신장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말함

 

라우팅 테이블(routing table)

송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용됨

라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트임

 

게이트웨이(gateway)

서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨너타 소프트웨어를 두루 일컫는 용어

게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 해주기도함

 

2.4.3 IP 주소 체계

IP주소는 IPv4와 IPv6으로 나뉜다.

• IPv4: 32비트를 8비트 다누이로 점을 찍어 표기하며 123.45.67.89 방식으로 IP 주소를 나타냄
• IPv6: 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하며 2001:db8::ff00:42:8329 방식으로 나타낸다

클래스 기반 할당 방식

처음엔 A,B,C,D,E 다섯개 클래스로 구분하는 클래스 기반 할당 방식(classful network addressing)을 썼음

앞에 있는 부분을 네트워크 주소, 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 주소인 호스트 주소로 놓아서 사용함

• 클래스 A,B,C: 일대일 통신으로 사용
• 클래스 D: 멀티캐스트 통신
• 클래스 E: 앞으로 사용할 예비용으로 씀

맨 왼쪽에 있는 비트를 구분비트라고 함

IP 주소의 구조~클래스풀 주소 체계

 

네트워크의 첫번째 주소는 네트워크 주소로 사용되고 가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소임

네트워크에 속해 있는 모든 컴퓨터에 데이털르 보낼 때 사용함

 

예) 클래스 A로 12.0.0.0네트워크를 부여받음 

12.0.0.1 ~ 12.255.255.254의 호스트 주소를 부여받은것임

근데 첫번째  주소인 12.0.0.0은 네트워크 구별 주소로 사용하면 안댐

마지막 주소인 12.255.255.255도 브로드캐스트용으로 남겨야해서 사용하면 안댐

 

그럼 그 사이에 있는 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254 얘네만 사용할 수 있음

이 방식은 쓰는것보다 버리는게 더많은게 단점임

그래서 나온게 DHCP랑 IPv6,NAT이다.

 

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜임

IP 주소를 수동으로 설정할 필요없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수있음

 

대부분 가정용 네트워크에서 IP주소를 할당함

 

NAT(Network Address Translation)

패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소 정보를 수정하여 IP주소를 다른 주소로 매핑하는 방법

공인IP와 사설IP로 나눠서 많은 주소를 처리함

NAT을 가능하게 하는 소프트웨어는 ICS,RRAS, Netfilter등이 있음

 

• 홍철 팀장, 가영 대리는 192.168.0.xxx를 기반으로 각각의 다른 IP를 가지고있다. 이는 사설 IP라고 함.
  그리고 NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200으로 외부 인터넷에 요청할 수 있음
• 어비스 회사에 있는 홍철 팀장과 가영 대리는 하나의 IP인 121.165.151.200을 기반으로 각각의 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용할 수 있음

 

이처럼 NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환하는 데 쓰인다.

공유기와 NAT

NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함

예) 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를 연결하여 사용할 수 있는데, 이것이 가능한 이유는 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문임!!

 

NAT를 이용한 보안

내부 네트워크에서 사용하는 IP, 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문에 내부 네트워크에 대한 어느 정도의 보안이 가능함

 

NAT의 단점

호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려질 수 있음

 

2.4.4 IP 주소를 이용한 위치 정보

IP주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소라 이를 통해 동 또는 구까지 추적이 가능함