[면접을 위한 CS 전공 지식 노트] 2.4 IP 주소

Section 4. IP주소

2.4.1 ARP

컴퓨터 - 컴퓨터 통신은 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신한다.

 

ARP(Address Resolution Protocol)란?

IP주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP  <------다리-------> MAC 주소 다리 역할을 한다. ARP를 통해 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환한다. 

 

<-> RAPR는 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환하기도 한다. 

 

*브로드캐스트: 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식

*유니캐스트: 고유 주소로 식별된 하나의 목적지에 1:1로 데이터로 전송하는 방식

 

2.4.2 홉바이홉 통신

홉바이홉 통신이란? 

IP 주소를 통해 통신하는 과정이다. 수많은 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 또 전달해나가며 라우팅을 수행하며 최종 목적지까지 패킷을 전달한다. 즉, 통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말한다.

• 홉이란? 
  • 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한 것

 

라우팅 테이블이란?

송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되며 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트이다. 라우팅 테이블에는 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 갖고 있다.

 

게이트웨이(gateway)란?

서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는다.

사용자는 인터넷 접속을 위해 수많은 게이트웨이를 거쳐야 한다. 게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 하기도 한다.

 

게이트웨이를 확인하는 방법

라우팅 테이블 확인: 터미널 > netstat -r

 

2.4.3 IP 주소 체계

IPv4	IPv6
32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기함	64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기함
IP 주소 예시) 123.45.67.89	IP 주소 예시) 2001:db8::ff00:42:8329

 

 

1. 클래스 기반 할당 방식

(앞) 네트워크 주소 (뒤) 호스트 주소

맨 왼쪽에 있는 비트를 '구분 비트'라고 한다.

IP 주소 체계는 계속 발전 중이다.

처음에는 A, B , C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분하는 클래스 기반 할당 방식(classful network addressing)을 썼다. 

 

• 클래스 A·B·C: 일대일 통신
• 클래스 D: 멀티캐스트 통신
• 클래스 E: 앞으로 사용할 예비용

단점: 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많은 단점이 있다. 

단점 해결: DHCP, IPv6, NAT

 

2. DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

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. 

많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있으며 이를 통해 대부분의 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당한다.

 

3. NAT(Network Address Translation)

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

IPv4 단점(많은 주소 모두 감당 못함)을 해결하기 위해 NAT로 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리한다.

• 공유기와 NAT
  • NAT 사용 이유: 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함
  • 예시) 인터넷 회선 하나 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC 연결 사용 가능. 이것이 가능한 이유는 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문이다. 
• NAT를 이용한 보안
  • NAT를 이용하면 내부 네트워크 보안이 가능하다.
  • 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문이다.
• NAT 단점
  • 여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 된다 -> 호스트 숫자에 따라 접속 속도가 느려질 수 있다. 

 

2.4.4 IP 주소를 이용한 위치 정보

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

IP 주소 기반 위치 찾는 사이트(mylocation) 링크: https://mylocation.co.kr/