4. IP 주소

1. ARP(Address Resolution Protocol)란?

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

• ARP를 통해 가상 주소(논리적 주소)인 IP 주소를 실제 주소(물리적 주소)인 MAC 주소로 변환
• RARP를 통해 실제 주소(물리적 주소)인 MAC 주소를 가상 주소(논리적 주소)인 IP 주소로 변환

ARP의 주소를 찾는 과정

1. 장치 A가 ARP Request 브로드캐스트를 보내서 IP 주소인 120.70.80.3에 해당하는 MAC 주소를 찾기.

2. 해당 주소에 맞는 장치 B가 ‘ARP reply 유니캐스트’를 통해 MAC 주소를 반환

3. 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

 

IP Adress VS MAC Adress  더 알아보기

1) IP Address

• IP 주소는 네트워크 통신에 있어서 각각의 통신기기(컴퓨터, 노트북, 스마트폰 등)에 할당된 식별번호를 나타낸다. 이 IP주소는 통신기기마다 고유하게 할당되어 있는 것이 아니라, 대부분 통신사에 일정 금액을 지불하고 받아오는 것이기 때문에 경우에 따라 바뀔 수 있다.
• 그리고 항상 아이피 주소를 따라다니는 서브넷 마스크(Subnet Mask)라는 것이 있는데, 이것은 아이피 주소에서 네트워크 주소와 호스트 주소를 나눠주는 역할을 한다.
• 호스트(개인)들 간의 네트워크 통신(편지의 교환)은 같은 네트워크 주소/네트워크 대역(같은 국가) 내에서만 이루어 진다고 생각하면 된다. 다른 네트워크 대역의 호스트들과 연결하는 방법은 라우팅(Routing)에 관련이 있다. 똑같은 아이피 주소라 하더라도, 서브넷 마스크가 다르면, 아이피 주소가 의미하는 바가 완전히 달라지게 된다.

2) MAC Address

• MAC 주소는 IP주소와 마찬가지로 네트워크 통신에서 통신기기의 식별번호를 나타내는 것이다.
• IP주소와의 차이점은, IP주소는 임시적으로 다른 주체에 의해 할당 되는 것이지만, MAC 주소는 통신기기의 하드웨어 자체에 부여된 고유한 식별번호를 나타낸다.
• 사설 아이피는 외부에서 볼 수 없기 때문에 외부에서는 어떤 사설 아이피가 최종 목적지인지 알 수가 없는데, 이 때 최종 목적지의 MAC주소를 알고 있다면 아이피 주소에 구애받지 않고 원하는 목적지까지 도달할 수 있게 된다. 자세한 원리는 라우팅과 포트포워딩 관련이 있다.
• MAC 주소는 콜론(:)으로 구분된 6개의 부분으로 구성된다. 각 부분은 알파벳 또는 숫자의 조합으로 되어 있다.

 

2. 홉바이홉 (hop by hop) 통신이란?

*홉(hop)이란 영어 뜻 자체로는 건너뛰는 모습을 의미

통신 장치에 있는 ‘라우팅 테이블’의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여

다음 IP로 계속해서 이동하는 ‘라우팅(IP 주소를 찾아가는 과정)’ 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신

 

과정

수많은 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달하고

또 전달해나가며 라우팅을 수행하며 최종 목적지까지 패킷을 전달

 

 

라우팅 테이블 (routing table)

• 송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되며 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과
  그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트
• 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가지고 있음

게이트웨이 (Gateway)

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

- 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해 주는 역할

 

게이트웨이를 확인하는 방법

라우팅 테이블을 통해 볼 수 있으며 라우팅 테이블은 윈도우의 명령 프롬프트에서 netstat -r 명령어를 실행

netstat –r 명령어 구동 모습

라우팅 테이블인 IPv4 경로 테이블, IPv6 경로 테이블과 게이트웨이, 인터페이스 등을 볼 수 있음

 

3. IP 주소 체계란?

IP 주소 ———  ①  IPv4

              ⌊____  ②  IPv6

 

IPv4

32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기

123.45.67.89 같은 방식으로 나타냄

IPv6

64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기

2001:db8::ff00:42:8329 같은 방식

 

클래스 기반 할당 방식(classful network addressing) (IPv4)

초기에 사용되었던 방식

A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분

네트워크 주소 + 호스트 주소 순서로 놓아서 사용

클래스 기반 할당 방식

클래스 범위	클래스 A	클래스 B	클래스 C
바이트	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

단점

사용 주소보다 버리는 주소가 많음 > 이를 해소하기 위해 DHCP, IPv6, NAT 등을 사용

 

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

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

장점

수동 설정 없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있음

많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있음

 

NAT (Network Address Translation)

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

NAT를 가능하게 하는 소프트웨어는 ICS, RRAS, Netfilter 등이 있음

 

장점

NAT를 이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지

> 내부 네트워크에 대한 어느 정도의 보안이 가능

 

단점

IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못함 (공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리하여 해결)

NAT는 여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려질 수 있다

 

NAT을 사용하는 이유

여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함

ex ) 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를 연결하여 사용

 

NAT

*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 쓰임

 

4. IP 주소를 이용한 위치 정보?

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

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