3월 4주차 네트워크 - 2.4 IP 주소

[shockim3710]

2.4.1 ARP

• IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜
• 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환
• RARP를 통해 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환

• 장치 A가 ARP Request 브로드캐스트를 보내서 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 찾음

• 해당 주소에 맞는 장치 B가 ARP Reply 유니캐스트를 통해 MAC 주소를 반환하는 과정을 거침

  → IP 주소에 맞는 MAC 주소를 찾음

브로드캐스트

• 송신 호스트가 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: 건너뛰는 모습

  → 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습 비유적

• 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달
• 라우팅을 수행하며 최종 목적지까지 패킷 전달

→ 통신 장치에 있는 ‘라우팅 테이블’의 IP를 통해

시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 ‘라우팅’ 과정을 거쳐

패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신

라우팅

• IP 주소를 찾아가는 과정

라우팅 테이블

• 송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용
• 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트

게이트웨이

• 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할 컴퓨터/소프트웨어

• 사용자는 인터넷에 접속하기 위해 수많은 톨게이트인 게이트웨이를 거침

• 게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환 역할

• 게이트웨이 확인 방법: 라우팅 테이블을 통해 → netstar -r 명령어

• 라우팅 테이블: IPv4 경로 테이블, IPv6 경로 테이블

2.4.3 IP 주소 체계

• IPv4: 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기
• IPv6: 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기

클래스 기반 할당 방식

• A, B, C, D, E 다섯 클래스로 구분
• 앞에 있는 부분을 네트워크 주소
• 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 주소인 호스트 주소

• 클래스 A, B, C는 일대일 통신으로 사용
• 클래스 D는 멀티캐스트 통신
• 클래스 E는 앞으로 사용할 예비용으로 쓰는 방식

• 구분 비트: 맨 왼쪽에 있는 비트

• 클래스 A의 경우 맨 왼쪽에 있는 비트가 0, 클래스 B는 10, 클래스 C는 110

  → 클래스 간의 IP가 나눠짐

• 클래스 A에서 가질 수 있는 IP 범위 십진수로 표현 → 0.0.0.0~127.255.255.255

• 네트워크의 첫 번째 주소는 네트워크 주소로 사용

• 가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 네트워크에 속해 있는 모든 컴퓨터에 데이터를 보낼 때 사용

• 클래스 A로 12.0.0.0이란 네트워크를 부여

  → 12.0.0.1~12.255.255.254의 호스트 주소를 부여받은 것

  • 이때 첫 번째 주소인 12.0.0.0은 네트워크 구별 주소로 사용X
  • 가장 마지막 주소인 12.255.255.255의 경우 브로드캐스트용으로 남겨서 사용X
  • 그 사이에 있는 12.0.0.1~12.255.255.254를 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소로 사용

• 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많은 단점

  → 이를 해소하기 위해 DHCP와 IPv6, NAT

DHCP

• IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜
• 네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당
• 많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있으며 이를 통해 대부분의 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당

NAT

• 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소 정보를 수정

• IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법

• IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못하는 단점

  → 해결하기 위해 NAT로 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소 처리

• 앞의 그림처럼 홍철 팀장, 가영 대리는 192.168.0.xxx를 기반으로 각각의 다른 IP를 가짐

  → 사설 IP

• NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200으로 외부 인터넷에 요청

→ 어비스 회사에 있는 홍철 팀장과 가영 대리는 하나의 IP인 121.165.151.200을 기반으로 각각의 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용

→ NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환

공유기와 NAT

• NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속
• ex: 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를 연결하여 사용
  • 이것이 가능한 이유는 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문

NAT를 이용한 보안

• 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문에 내부 네트워크에 대한 어느 정도의 보안이 가능

NAT의 단점

• NAT는 여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려짐

2.4.4 IP 주소를 이용한 위치 정보

• IP 주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소이기 때문에 이를 통해 동 또는 구까지 위치 추적이 가능
• IP 주소를 기반으로 위치를 찾는 사이트 (https://mylocation.co.kr/)