[면접을 위한 CS 전공지식 노트] 네트워크 - IP 주소

Yijun Jeon·2024년 1월 18일
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CS 전공지식

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네트워크

💡 네트워크란?

  • 노드(node) 와 링크(link) 가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합
    • 노드 : 네트워크 장치
      • 서버, 라우터, 스위치 등등
    • 링크 : 유선 또는 무선

ARP

⭐️ 컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신은 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신

💡 ARP (Address Resolution Protocol) 이란?

IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜
👉 ARP를 통해 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환 - 반대 : RARP

  • 장치 A가 ARP Request 브로드캐스트 를 통해 목적지 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 찾음
  • 해당 주소의 장치 B가 ARP Reply 유니캐스트 를 통해 MAC 주소를 반환해줌

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


홉바이홉 통신

💡 홉바이홉 통신 이란?

IP 주소를 통해 통신하는 과정으로, 통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신

👉 홉(hop) 이란 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현

라우팅 테이블

💡 라우팅 테이블 (routing table) 이란?

라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트

  • 게이트웨이 정보
  • 목적지로 가기 위한 다음 라우터의 정보

게이트웨이

💡 게이트웨이 (gateway) 란?

서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어
👉 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할도 함


IP 주소 체계

⭐️ IP 주소는 IPv4와 IPv6로 나뉨

  • IPv4 : 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기
    • 🔗 123.45.67.89
  • IPv6 : 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기
    • 🔗 2001:db8:ff00:42:8329

참고 : IP 주소를 이용한 위치 정보로 동 또는 구까지 위치 추적도 가능함

클래스 기반 할당 방식

💡 클래스 기반 할당 방식 (classful network addressing) 이란?

A,B,C,D,E 다섯 개의 클래스로 구분해 앞에 있는 부분을 네트워크 주소, 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 호스트 주소로 놓는 방식
👉 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많다는 단점 -> DHCP, IPv6, NAT 등장

가장 왼쪽에 있는 비트를 구분 비트 라고 함
👉 A - 0 / B - 10 / C - 110

  • 클래스 A, B, C : 일대일 통신에 사용
  • 클래스 D : 멀티캐스트 통신에 사용
  • 클래스 E : 앞으로 사용할 예비용으로 사용

🔗 클래스 A로 12.0.0.0 이란 네트워크를 부여받았을 때

  • 호스트 주소 : 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254
  • 네트워크 구별 주소 : 12.0.0.0
  • 브로드캐스트용 주소 : 12.255.255.255

DHCP

💡 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 이란?

IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜
👉 네트워크 장치가 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소 할당 가능

NAT

💡 NAT (Network Address Translation) 이란?

패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷이 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법
👉 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소 처리 가능
❗️ 단점 : 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라 접속 속도가 느려질 수 있음

🔗 공유기와 NAT

인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문에, 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속 가능

🔗 NAT를 이용한 보안

내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지 가능
👉 내부 네트워크에 대해 어느 정도 보안 가능

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