네트워크 : IP 주소

ARP (Address Resolution Protocol) - 주소 결정 프로토콜 

컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신은 흔히 IP 주소 기반으로 통신한다고 알고 있지만
정확히는 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소 기반으로 통신하다

 

ARP란 IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜이다.

즉, ARP를 통해 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환한다.

이 반대의 경우도 가능하다.

 

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홉바이홉 통신 (hop by hop) 

IP 주소를 통해 통신하는 과정을 홉바이홉 통신이라고 한다.

홉이란 건너뛴다는 의미로 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한 것이다.

즉, 통신 장치에 있는 '라우팅 테이블'의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 '라우팅' 과정을 거쳐
패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말한다.

 

• 라우팅 테이블 : 
  컴퓨터 네트워크에서 목적지 주소를 목적지에 도달하기 위한 네트워크 노선으로 변환시키는 목적으로 사용된다.
  각 라우터의 라우팅 테이블은 모든 목적지 정보에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해서 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가지고 있다.
  
  
• 게이트웨이 : 
  게이트웨이는 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는
  관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어이다.
  사용자는 인터넷에 접속하기 위해 수많은 톨게이트인 게이트웨이를 거쳐야 하며
  게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 하기도 한다.

netstat -r

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IP 주소 체계  

IP 주소는 IPv4 와 IPv6로 나뉜다.

• IPv4 : 
  32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하여 나타내는 주소이다. (ex - 123.45.67.89)
• IPv6 :
  64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하여 나타내는 주소이다. (ex - 2001:db8::ff00:42:8329)

추세는 IPv6로 가고 있지만 
아직까지 많이 쓰이는 것은 IPv4 이다.

클래스 기반 할당 방식 
IP 주소 체계는 과거를 거쳐 발전해오고 있으며 처음에는 A,B,C,D,E 다섯 개의 클래스로 구분하는 
클래스 기반 할당 방식을 사용했다.

 

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

클래스 A,B,C 는 일대일 통신으로 사용되고
클래스 D는 멀티캐스트 통신
클래스 E는 앞으로 사용할 예비용으로 쓰는 방식이다.

127.255.255.255 는 클래스 A가 사용할 수 있는 IP 주소 범위를 십진수로 표현한 것 (0.0.0.0 ~ 17.255.255.255)

하지만 이 방식은 네트워크 개별 주소와 브로드캐스트용 주소는 남겨두어야 하니 사용할 수 없는 제약이 있고,
따라서 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소만을 사용할 수 있어 버리는 주소가 많은 단점이 있다

이를 해소하기 위해 DHCP 와 IPv6, NAT이 나왔다.

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DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
DHCP는 IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜이다.
이 기술을 통해 네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때마다
자동으로 IP 주소를 할당할 수 있다.

NAT (Network Address Translation) 

NAT은 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷을 IP 주소 정보를 수정하여
IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법이다.

IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못하는 단점이 있는데,

이를 해결하기 위해 NAT으로 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리한다.

앞의 그림처럼 사설 IP를 사용하는 직원들은 192.168.0.xxx 를 기반으로 각각 다른 IP를 가지고 있다.
이를 사설 IP 라고 한다.

 

그리고 NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200 으로 외부 인터넷에 요청할 수 있다.

이를 통해 하나의 공인 IP 인 121.165.151.200 를 기반으로
각각 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용할 수 있다.

우리들이 보통 사용하는 인터넷 공유기에는 NAT이 탑재되어 있다.

 

NAT를 이용한 보안

NAT을 이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기에
내부 네트워크에 대해 어느정도 보안이 가능하다.

 

NAT의 단점
NAT은 여러 명이 동시에 인터넷에 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라
접속 속도가 느려질 수 있다.

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IP 주소를 이용한 위치 정보 

IP 주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소이기 때문에 이를 통해 동 또는 구까지 위치 추적이 가능하다.