IP 주소
IP 주소(Internet Protocol Address)는 인터넷에 연결된 모든 장치에 할당되는 고유한 숫자 주소입니다. 이를 통해 컴퓨터, 스마트폰, 서버 등 서로 다른 장치들이 인터넷이나 로컬 네트워크에서 데이터를 주고받을 수 있습니다.
IP 주소는 네트워크에서 데이터를 특정 장치로 전달하는 데 사용됩니다. IP 주소는 송신 장치와 수신 장치를 식별하고, 네트워크 상에서 데이터를 올바른 목적지로 전달할 수 있도록 도와줍니다.
IPv4 (Internet Protocol version 4)
- IPv4는 가장 널리 사용되는 IP 주소 체계로, 32비트 주소 체계를 사용합니다.
- IPv4 주소는 약 43억 개의 고유한 주소를 제공하지만, 인터넷 장치의 폭발적인 증가로 인해 주소 부족 문제가 발생했습니다.
- 주소는 4개의 숫자(0~255)로 구성되며, 각 숫자는 점으로 구분됩니다.
IPv6 (Internet Protocol version 6)
- IPv6는 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 차세대 프로토콜입니다.
- 128비트 주소 체계를 사용하며, 더 많은 고유 주소를 제공합니다.
- 주소는 8개의 16진수 블록으로 구성되며, 콜론(:)으로 구분됩니다.
- IPv6는 이론적으로 거의 무한한 수의 주소를 제공할 수 있습니다.
Public IP (공인 IP)
공인 IP는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)에 의해 할당된 IP 주소로, 전 세계적으로 고유한 주소입니다. 인터넷에 연결된 장치가 서로 통신하기 위해 사용하는 IP 주소입니다.
공인 IP는 ISP에 의해 할당되며, 인터넷에서 사용됩니다. 전 세계에서 유일한 주소이기 때문에, 인터넷에 연결된 모든 장치들은 공인 IP 주소를 가지고 있어야 통신이 가능합니다.
인터넷에서 다른 네트워크나 장치들과 직접 통신할 수 았으나, 공인 IP는 제한된 자원이기 때문에, 관리 비용이 발생하며, 보안에 취약할 수 있습니다(인터넷에서 누구나 접근 가능).
Private IP (사설 IP)
사설 IP는 로컬 네트워크 내에서만 유효한 IP 주소입니다. 외부 인터넷과 직접 통신할 수 없으며, 동일한 로컬 네트워크 내에서만 사용됩니다. 사설 IP는 전 세계적으로 고유할 필요가 없으며, 여러 로컬 네트워크에서 중복될 수 있습니다.
사설 IP는 DHCP 서버나 네트워크 관리자가 수동으로 설정합니다. NAT(Network Address Translation) 기술을 사용하여 사설 IP가 공인 IP를 통해 인터넷과 통신할 수 있도록 지원하며, 가정, 회사, 학교 등의 내부 네트워크에서 사용됩니다.
여러 네트워크에서 중복하여 사용할 수 있고, 보안성이 높으며, 공인 IP를 절약할 수 있다는 장점을 지니지만, 인터넷과 직접 통신할 수 없으며, NAT를 통해서만 인터넷 접근이 가능하다는 단점을 가지고 있습니다.
정적 IP 할당 (Static IP Assignment)
정적 IP 주소는 네트워크 관리자나 사용자가 특정 장치에 영구적으로 할당하는 IP 주소입니다. 한 번 할당되면 변경되지 않고, 해당 장치가 계속 사용할 수 있는 고정된 IP 주소입니다. 주로 서버, 프린터, 보안 장치 등 항상 같은 IP 주소를 필요로 하는 장치에 사용됩니다.
장치에 항상 고유한 주소가 유지되어, 네트워크 접근과 관리가 용이하지만, IP 주소를 수동으로 관리해야 하기 때문에 대규모 네트워크에서는 번거롭고 복잡할 수 있습니다. 또한 IP 주소를 할당하고 변경할 때마다 직접 설정을 수정해야 하므로, 유연성이 떨어집니다.
동적 IP 할당 (Dynamic IP Assignment)
동적 IP 주소는 네트워크 장치가 필요할 때마다 자동으로 할당되는 IP 주소입니다. 이 방식에서는 장치가 네트워크에 연결될 때마다 IP 주소가 할당되며, 그 주소는 매번 달라질 수 있습니다. 주로 일반 사용자 PC, 모바일 장치 등 일시적으로 네트워크에 연결되는 장치들이 동적 IP를 사용합니다.
관리가 자동화되어 네트워크 관리자의 개입이 최소화되기 때문에 네트워크에 연결된 장치가 늘어나도 IP 주소를 쉽게 할당하고 관리할 수 있습니다. IP 주소가 변할 수 있기 때문에, 고정된 IP 주소를 필요로 하는 서비스(서버 운영 등)에는 적합하지 않습니다.
라우팅(Routing)
라우팅(Routing)은 네트워크에서 데이터를 목적지까지 효율적으로 전달하기 위해 경로를 결정하는 과정입니다. 인터넷이나 네트워크에서 다양한 장치들이 서로 연결되어 데이터를 주고받기 위해서는 각 패킷이 올바른 경로를 따라 전달되어야 합니다. 라우팅은 이러한 데이터 패킷을 올바른 목적지로 보내기 위한 경로를 결정하는 역할을 합니다.
정적 라우팅(Static Routing)
정적 라우팅은 네트워크 관리자에 의해 수동으로 설정된 고정된 경로를 사용합니다.
설정이 간단하고, 작은 네트워크에서 적합하며, 보안성이 높다는 장점과 네트워크 변화에 적응하지 못하며, 경로 변경 시 수동으로 재설정해야 한다는 단점을 가지고 있습니다.
동적 라우팅(Dynamic Routing)
동적 라우팅은 라우터들이 서로 정보를 교환하며 자동으로 경로를 설정하고 변경합니다.
네트워크 변화에 자동으로 대응하고, 큰 네트워크에서 효율적이라는 장점과 설정과 유지 관리가 복잡하고, 프로토콜에 따라 네트워크 트래픽이 증가할 수 있다는 단점을 가지고 있습니다.
라우팅 프로토콜(Routing Protocol)
라우팅 프로토콜은 네트워크 장치, 특히 라우터(Router)들이 서로 정보를 교환하여 네트워크 상에서 데이터를 전달할 최적 경로를 결정하는 데 사용하는 규칙입니다. 라우팅 프로토콜은 라우터가 네트워크 상태를 동적으로 파악하고, 경로를 설정하거나 수정하는 데 중요한 역할을 합니다.
라우팅 프로토콜은 네트워크의 크기와 복잡성에 따라 효율적인 경로를 찾는 데 도움을 주며, 네트워크의 확장성과 안정성을 높이는 역할을 합니다. 각 프로토콜은 경로를 설정하는 방식이 다르며, 네트워크에 따라 적합한 프로토콜을 선택해야 합니다.
주요 라우팅 프로토콜
RIP (Routing Information Protocol)
- 거리 벡터 기반의 IGP 프로토콜
- 각 라우터는 인접한 라우터들과 경로 정보를 교환하며, 홉 수를 기준으로 경로 선택
- 최대 홉 수는 15로 제한되어 있으며, 작은 네트워크에서 사용
- 느리고 비효율적일 수 있어 대규모 네트워크에서는 잘 사용되지 않음
OSPF (Open Shortest Path First)
- 링크 상태 기반의 IGP 프로토콜
- 네트워크 전체의 링크 상태 정보를 기반으로 최단 경로를 계산하는 알고리즘(Dijkstra 알고리즘)을 사용
- 경로 계산은 효율적이며, 대규모 네트워크에서 적합
- 계층적 설계를 지원하여 네트워크를 여러 영역으로 나눌 수 있어 관리 용이
EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
- Cisco에서 개발한 하이브리드 프로토콜
- 거리 벡터와 링크 상태 라우팅의 장점을 결합하여 효율적인 경로 계산과 빠른 수렴성 제공
- 대역폭, 지연 시간, 신뢰도 등을 고려해 경로를 선택하며, 다양한 네트워크 환경에서 유연하게 사용
BGP (Border Gateway Protocol)
- 인터넷에서 가장 널리 사용되는 외부 라우팅 프로토콜
- 자율 시스템 간의 경로를 관리하며, 복잡한 정책 기반 경로 설정 가능
- 경로를 결정할 때 네트워크 관리자가 설정한 정책을 우선으로 하며, 거리, 대역폭, 안정성 등을 종합적 고려
- 대규모 인터넷 백본 네트워크에서 사용
개념 정리
NAT(Network Address Translation)이란?
NAT는 네트워크 주소 변환(Network Address Translation)의 약자로, 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 인터넷에 연결하는 기술입니다. 주로 내부 네트워크(사설 네트워크)에서 사용하는 IP 주소와 외부 네트워크(인터넷)에서 사용하는 공인 IP 주소를 연결해주는 역할을 합니다.
NAT는 라우터나 방화벽과 같은 네트워크 장비에서 주로 구현되며, 하나의 공인 IP 주소를 통해 다수의 사설 IP 주소를 가진 장치들이 인터넷에 접속할 수 있게 해 줍니다.
인터넷에서 사용 가능한 공인 IP 주소의 수는 제한되어 있습니다(특히 IPv4의 경우). 하지만 사설 네트워크 내에서는 많은 장치들이 동시에 인터넷에 연결될 수 있어야 하므로, 모든 장치에 공인 IP 주소를 할당하는 것은 비효율적입니다. NAT는 이 문제를 해결하기 위해 고안된 기술로, 공인 IP 주소 부족 문제를 완화하고, 네트워크 보안도 강화하는 역할을 합니다.
서브넷(Subnet)이란?
서브넷(Subnet)은 네트워크를 작은 단위로 나누는 기술을 말합니다. 네트워크 관리자가 대규모 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크(서브넷)으로 분할함으로써, 네트워크 트래픽을 효율적으로 관리하고 보안을 강화할 수 있습니다. 서브넷팅을 통해 IP 주소 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 트래픽을 작은 서브넷 내에서 관리할 수 있어 네트워크 성능과 보안성이 향상됩니다.
서브넷 마스크(Subnet Mask)
서브넷 마스크는 IP 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누기 위해 사용되는 값입니다. 서브넷 마스크는 네트워크와 호스트를 구분하는 데 사용됩니다.
IP 주소와 서브넷 마스크를 AND 연산하여 네트워크 주소를 추출할 수 있습니다. IP 주소는 크게 두 부분으로 나뉩니다.
네트워크 부분: 네트워크를 식별하는 부분
호스트 부분: 그 네트워크 내에서 개별 장치를 식별하는 부분
ICMP(Internet Control Message Protocol)란?
ICMP(인터넷 제어 메시지 프로토콜)는 IP 네트워크에서 오류 메시지를 전달하거나 네트워크 상태를 모니터링하는 데 사용되는 프로토콜입니다. TCP/IP 프로토콜 스택의 일부로, 네트워크 장비 간에 문제를 진단하고 오류를 보고하는 데 중요한 역할을 합니다.
ICMP는 주로 IP 패킷의 전송 중 발생하는 문제를 탐지하고, 이를 송신 측에 알려주는 역할을 합니다. 예를 들어, 라우터나 호스트가 패킷을 전송할 수 없을 때, ICMP는 그 문제를 보고하여 전송 경로에서 발생하는 문제를 진단할 수 있게 합니다.
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)란?
네트워크 장치가 네트워크에 연결될 때 IP 주소, 서브넷 마스크, 기본 게이트웨이 및 DNS 서버 주소 등의 네트워크 설정 정보를 자동으로 할당하는 프로토콜입니다. DHCP 서버는 IP 주소를 장치에 임대하는 형식으로 할당합니다. 임대 기간이 만료되면 장치는 IP 주소를 갱신하거나 새로운 IP 주소를 할당받을 수 있습니다.
