IP주소

📧 ARP(Address Resolution Protocol)

IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP 주소와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜

• 컴퓨터간의 통신
  • IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신이 이루어짐.

• ARP를 통해 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환
• RARP를 통해 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환
  

  

ARP가 주소를 찾는 과정

1. IP 주소를 찾으려는 장치가 ARP Request 브로드캐스트를 보냄.
2. 해당 주소에 맞는 장치가 ARP Reply 유니캐스트를 통해 MAC 주소를 반환함.
   

   

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

📨 홉바이홉(Hop by Hop) 통신

IP 주소를 통해 통신하는 과정

• 홉
  • 건너 뛰는 모습
    -> 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한 것

• 각각의 라우터에 있는 라우팅 테이블의 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 다시 전달해나감.
  -> 통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속 이동함.

• 라우팅
  • IP 주소를 찾아가는 과정

라우팅 테이블(Routing Table)

• 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어있는 리스트
• 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보가 들어있음.
• 송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용.

게이트 웨이(Gateway)
서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어

• 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 하기도 함.
• Windows의 명령어 netstat -r을 통해 라우팅 테이블을 확인할 수 있고, 여기서 게이트 웨이를 확인할 수 있음.

🗃️ IP 주소 체계

IPv4

32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기한 방식.

• 예) 123.45.67.89

• 현재 가장 많이 쓰이는 주소 체계

32비트, 2^32개의 주소(41억 9천만 주소) 표현

8비트 단위(1바이트)로 점을 찍어 4개로 구분

IPv6

64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기한 방식

• 예) 2001:db8:ff00:42:8329

• IPv6로 가고 있는 추세

128비트, 2^ 128개의 주소 표현

IPv6 주소는 다음 그림과 같이 16비트씩 8개로 구분, 각 단위는 16진수로 변환되어 콜론(:)으로 구분하여 표기한다. 128비트의 IPv6 주소에서 앞의 64비트는 네트워크 주소를 의미하며, 뒤의 64비트는 네트워크에 연결된 통신장비 등에 할당되는 인터페이스 주소를 의미한다.

 

IPv6의 장점

- 확대된 주소 공간(주소 길이가 128비트로 증가 / 2^128 개의 주소 생성 가능)

- 단순해진 헤더 포맷(IPv4 헤더의 불필요한 필드를 제거하여 보다 빠른 처리 가능)

- 간편해진 주소 설정기능(IPv6 프로토콜에 내장된 주소 자동 설정 기능)

- 강화된 보안 기능(IPv6에서는 IPSec 기능을 기본 사항으로 제공)

클래스 기반 할당 방식(CIDR)

A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분하는 방식.

• 앞 부분을 네트워크 주소, 그 뒤에 오는 부분을 호스트 주소(컴퓨터에 부여하는 주소)로 놓고 사용.
• 클래스 A, B, C는 일대일 통신으로 사용
• 클래스 D는 멀티캐스트 통신으로 사용
• 클래스 E는 예비용으로 사용

• 클래스 A
  • 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
  • 구분비트(맨 왼쪽 비트)가 0
• 클래스 B
  • 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
  • 구분비트가 10
• 클래스 B
  • 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
  • 구분비트가 110

• 네트워크의 첫 번째 주소는 네트워크 주소(네트워크 구별 주소)로 사용
• 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 사용

단점

• 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많음.

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

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

• 네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때 마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있음.

• 많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있음.
  -> 대부분의 가정용 네트워크에서 이를 통해 IP 주소를 할당

NAT(Network Address Translation)

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

• IPv4에서 많은 주소를 모두 감당하지 못하는데, NAT를 통해 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리함.
• 하나의 공인 IP를 기반으로 각각 다른 사설 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용할 수 있음.
  -> 하나의 인터넷 회선으로 공유기를 통해 여러 PC가 인터넷을 사용할 수 있는 것은 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문.

• NAT를 가능하게 하는 소프트웨어
  • ICS, RRAS, Netfilter

NAT를 이용한 보안
내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문에 내부 네트워크에 대한 어느 정도의 보안이 가능해짐.

단점

여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라 접속 속도가 느려질 수 있음.

🛰️ IP 주소를 이용한 위치 정보

IP 주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소이므로 이를 통해 동 또는 구 까지의 위치 추적이 가능

 

출처 : https://velog.io/@oneul1213/CS-2%EC%A3%BC%EC%B0%A8-IP-%EC%A3%BC%EC%86%8C

[CS] 2주차 - IP 주소