[Network] IP 주소

개요

인터넷을 사용하는 모든 장치에는 IP 주소가 존재합니다. 하지만 IP 주소만으로 통신이 되는 것은 아니며, 그 이면에는 다양한 프로토콜과 장치들이 협력하고 있습니다. 이 글에서는 IP 주소 기반 통신에 사용되는 주요 개념들을 정리해보았습니다.

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ARP (Address Resolution Protocol)

컴퓨터는 IP 주소 기반으로 통신하지만, 실제로는 MAC 주소를 이용해 데이터를 주고받습니다. 이때 사용하는 프로토콜이 바로 ARP입니다.

• 역할: IP 주소 → MAC 주소로 변환
• 예시: 장치 A가 120.70.80.3의 MAC 주소를 알기 위해 ARP Request를 브로드캐스트 → 장치 B가 ARP Reply로 자신의 MAC 주소를 유니캐스트로 응답
• 브로드캐스트: 네트워크의 모든 장치에 데이터 전송
• 유니캐스트: 특정한 하나의 장치에만 데이터 전송
• RARP (Reverse ARP) : MAC 주소 → IP 주소로 변환하는 프로토콜

 

 

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홉 바이 홉 통신과 라우팅

패킷은 여러 개의 라우터(홉)를 지나 최종 목적지에 도달합니다. 이 과정을 홉 바이 홉(Hop-by-Hop) 통신이라고 합니다.

 

라우팅(Routing)

• 라우터는 라우팅 테이블(Routing Table)을 참고해 다음 홉을 결정합니다.
• 각 테이블에는 목적지별로 게이트웨이와 인터페이스 정보가 포함되어 있음

라우팅 테이블 확인법

• Windows: netstat -r 명령어 실행
• IPv4 경로 테이블, IPv6 경로 테이블 등이 출력됨

게이트웨이(Gateway)

• 서로 다른 네트워크/프로토콜 간 통신을 가능하게 해주는 중계 장치
• 보통 가정에서는 공유기나 라우터가 이 역할을 수행
• 인터넷에 접속하기 위해서는 하나 이상의 게이트웨이를 반드시 거쳐야 함

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IP 주소 체계

IPv4

• 32비트로 구성
• 123.45.67.89와 같은 형태
• 여전히 가장 많이 사용되는 주소 체계

IPv6

• 128비트 (16비트 단위, 콜론으로 구분)
• 예: 2001:db8:f000:42:8329::

클래스 기반 IP 주소 (Classful Addressing)

과거에는 IP 주소를 클래스 A, B, C, D, E로 나누어 사용했습니다.

클래스	시작 비트	IP 범위	용도
A	0	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	대규모 네트워크
B	10	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	중규모 네트워크
C	110	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255	소규모 네트워크
D	1110	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	멀티캐스트
E	1111	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255	실험용

• 네트워크 주소: 가장 앞 주소 (예: 12.0.0.0)
• 브로드캐스트 주소: 가장 마지막 주소 (예: 12.255.255.255)
• 사용 가능한 주소: 그 사이의 주소들 (예: 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254)
• 클래스 기반 주소는 낭비가 심해  DHCP와 IPv6, NAT가 나왔음

 

 

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DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• 네트워크 장치에 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 등을 자동으로 할당하는 프로토콜
• 수동 설정 없이도 인터넷 연결 가능
• 가정용 라우터, 기업용 DHCP 서버 등에 기본 탑재

 

NAT (Network Address Translation)

• 사설 IP ↔ 공인 IP를 매핑해주는 기술
• 공인 IP 주소의 부족 문제를 해결
• 가정용 공유기 내부에서는 사설 IP를 쓰고, 외부에는 하나의 공인 IP로 보이게 함

NAT의 장점

• 보안성 증가: 내부 IP 노출 방지
• IP 주소 절약: 하나의 공인 IP로 여러 장치 사용 가능

NAT의 단점

• 동시에 접속하는 장치가 많을수록 속도 저하 가능성

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IP 주소 기반 위치 정보

• IP 주소는 네트워크의 식별자이자 물리적 위치를 어느 정도 나타냅니다.
• 정확하지는 않지만 지역, 국가, ISP 수준까지는 추적 가능
• 대표적인 위치 조회 사이트: https://mylocation.co.kr/