ARP
컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신은 IP 주소 기반이라고 알고 있으나 정확히 이야기 하면 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신하는 것
ARP란 Address Resolution Protocol로, IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜임.
ARP : 가상 주소인 IP를 실제 주소인 MAC 주소로 변환함.
RARP : 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환함.
ARP의 동작 방식
System A가 ARP Reuqest 브로드캐스트를 보내서 원하는 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 찾음. 해당 주소에 맞는 System B가 ART Reply 유니캐스트를 통해 MAC 주소를 반환하는 과정을 거쳐 IP 주소에 맞는 MAC 주소 찾게 됨.
(브로드캐스트는 자신의 호스트가 속해 있는 네트워크 전체를 대상으로 패킷을 전송하는 일대다 통신 방식)
(유니캐스트는 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 트래픽 또는 메시지를 전송하는 방식)
RARP의 동작 방식
홉바이홉 통신
IP 주소를 통해 통신하는 과정을 홉바이홉 통신이라고 함. 홉은 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한 것. 수많은 서브 네크워트 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 또 전달해나가며 라우팅을 수행하여 최종 목적지까지 패킷을 전달함.
통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말함.
라우팅 테이블
송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되며 라우터에 들어있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트를 뜻함.
라우팅 테이블에는 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지까지 도달하기 위해 거쳐야할 다음 라우터의 정보를 가짐.
게이트웨이
서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫음
사용자는 인터넷에 접속하기 위해 수많은 톨게이트인 게이트웨이를 거쳐야 하며 게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 함.
게이트웨이는 라우팅 테이블을 통해 볼 수 있고, 라우팅 테이블은 netstat -r 명령어로 확인할 수 있음.
IP 주소 체계
IP 주소는 IPv4와 IPv6로 나뉘는데, IPv4는 32비트를 8비트 단위로 잘라 표기하며 IPv6는 64비트를 16비트 단위로 잘라 표기함.
클래스 기반 할당 방식
과거에 사용하던 방식으로 A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분하는 클래스 기반 할당 방식을 사용했음.
앞 부분을 네트워크 주소, 뒷 부분을 호스트 주소(컴퓨터에 부여하는 주소)로 사용함
- A, B, C 클래스 : 일대일 통신
- D 클래스 : 멀티캐스트 통신
- E 클래스 : 예비용
맨 왼쪽에 있는 비트는 구분 비트라고 하는데, A 클래스의 경우는 맨 왼쪽 비트가 0, B 클래스는 10, C 클래스는 110임
예를 들어 클래스 A로 12.0.0.0이란 네트워크를 부여받았다고 한다면, 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254의 호스트 주소를 부여받은 것임.
첫 번째 주소인 12.0.0.0은 네트워크 구별주소이기에 사용할 수 없고, 가장 마지막 주소인 12.255.255.255의 경우 브로드캐스트용으로 남겨두어야 하여 사용할 수 없음.
따라서 그 사이에 있는 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254를 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소로 사용할 수 있음.
이 방식은 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많다는 단점이 있어 해결하기 위해 DHCP, IPv6, NAT가 나옴
CIDR
CIDR 기법은 네트워크 정보를 여러개로 나누어진 서브 네트워크들을 모두 나타낼 수 있는 하나의 네트워크로 통합해서 보여주는 방법임.
예를 들어,
192.168.0.1/26 이라는 IP 주소값처럼 뒤에 서브넷마스크를 파악할 수 있도록 IP 주소를 표기한 방식을 바로 CIDR 표기법이라고 함.
기본적으로 클래스풀하게 디폴트 서브넷 마스크를 사용하는 경우 이렇게 작성하지 않아도 괜찮지만 서브넷팅 또는 슈퍼넷팅을 하여 클래스풀하게 IP 주소를 사용하지 않는 경우 CIDR 표기법을 사용해야 하는 것임.
서브넷팅
클래스풀 네트워크를 작은 규모의 네트워크 세그먼트로 나누는 것을 서브네팅이라고 함. 이를 통해 IP를 효율적으로 할당할 수 있음.
VLSM (Variable Length Subnet Mask)
VLSM는 쉽게 하나의 서브넷을 다시 서브네팅하는 것임.
기존의 서브네팅은 동일한 서브넷 마스크를 적용하여 같은 크기의 서브넷으로 나뉘는데 VLSM은 서브네팅과 달리 다양한 크기의 서브넷을 만족시킬 수 있음.
DHCP
IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 항당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜임.
IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있음
라우터나 게이트웨이 장비에 이 기능이 있어 이를 통해 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당함
NAT
패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법
IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못하는 단점이 있어 이를 해결하기 위헤 NAT로 공인 IP와 사설 IP를 나누어 많은 주소를 처리함.
이를 가능하게 하는 소프트웨어는 ICS, RRAS, Netfilter 등이 있음.
NAT에 할당된 공인 IP 주소를 가지고 외부 인터넷에 요청할 수 있음. 하나의 IP를 기반으로 각각의 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용할 수 있음. NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환하는 데 쓰임
- 공유기와 NAT
- NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷을 접속하기 위함
- 하나의 인터넷 회선을 개통하고 공유를 통해 여러 PC를 연결하여 사용할 수 있음 -> 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문
- NAT를 이용한 보안
- NAT를 이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지 가능하기에 내부 네트워크에 보안 가능해짐
- NAT 단점
- 여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되기에 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라 접속 속도 저하 가능성 있음
IP 주소를 이용한 위치 정보
IP 주소를 통해 동, 구까지 위치 추적이 가능함
참고
https://www.pynetlabs.com/difference-between-arp-and-rarp/
https://brunch.co.kr/@swimjiy/44
https://techterms.com/definition/nat
