컴퓨터와 컴퓨터 간의 통신은 IP 주소 기반으로 통신한다고 하지만 정확히 이야기하면 IP 주소에서 ARP를 통해 MAC 주소를 찾아 MAC 주소를 기반으로 통신한다.
1. ARP
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 변환한다. 반대로 RARP를 통해 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환한다.
두번째 그림처럼 장치 A가 ARP Request 브로드캐스트를 보내서 IP 주소인 120.70.80.3에 해당하는 MAC 주소를 찾는다. 그리고 난 후 해당 주소에 맞는 장치 B가 ARP Reply 유니캐스트를 통해 MAC 수조를 반환하는 과정을 거쳐 IP 주소에 맞게 MAC 주소를 찾게 된다.
브로트캐스트(Broadcast): 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식유니캐스트(Unicast): 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 데이터를 전송하는 방식
2. 홉바이홉 통신
IP 주소를 통해 통신하는 과정
- 홉(Hop) : 사전적 의미로서는 건너뛰는 모습을 의미하며 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 모습을 비유적으로 표현한 것
- 아래 그림처럼 수많은 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 또 전달해나가며 라우팅을 수행하며 최종 목적지까지 패킷을 전달한다.
홉바이홉 통신은 통신 장치에 있는 '라우팅 테이블'의 IP를 통해 시작 주소로부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 '라우팅' 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신
라우팅(Routing): IP 주소를 찾아가는 과정
2-1. 라우팅 테이블
라우팅 테이블(Routing Table)은 송신지에서 수신기까지 도달하기 위해 사용되며 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로가기 위한 방법이 들어 있는 리스트
- 라우팅 테이블은 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가진다.
2-2. 게이트웨이
게이트웨이(Gateway)는 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어
- 사용자는 인터넷에 접속하기 위해 수많은 톨게이트인 게이트웨이를 거챠여 하며 게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 한다.
3. IP 주소 체계
IP 주소 체계는 IPv4와 IPv6로 나뉜다.
IPv4는 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하며, 123.45.67.89 같은 방식으로 나타낸다.IPv6는 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하며, 2001:db8::ff00:45:8329같은 방식으로 나타낸다.
현재 가장 많이 사용되는 주소 체계는 IPv4이다.
3-1. 클래스 기반 할당 방식
A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스르 구분하는 클래스 기반 할당 방식을 처음에는 사용하였다.
앞에 있는 부분을 네트워크 주소, 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 주소인 호스트 주소로 놓아서 사용한다.
클래스 A, B, C는 일대일 통신으로 사용되고 클래스 D는 멀티캐스트 통신, 클래스 E는 앞으로 사용할 예비용으로 쓰는 방식이다.
클래스 A의 범위는 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255이다.클래스 B의 범위는 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255이다.클래스 C의 범위는 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255이다.
네트워크 첫 번째 주소는 네트우크 주소로 사용되고, 가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 사용되기 때문에 이를 제외한 나머지 주소를 사용할 수 있다.
3-2. DHCP
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜
- DHCP를 통해 네트워크 장치의 IP주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있다.
3-3. NAT
NAT(Network Address Translation)는 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법
- IPv4 주소 체계만으로 많은 주소들을 모두 감당하지 못한 단점을 해결하기 위해서 사용되며 공인 IP와 사설 IP를 나누어서 많은 주소를 처리한다.
- ICS, RRAS, Netfilter 등이 있다.
공유기와 NAT
NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넛에 접속하기 위함이다.
- 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를연결하여 사용할 수 있는데 이것이 가능한 이유가 바로 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문이다.
NAT를 이용한 보안
NAT를 이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문에 내부 네트워크에 대한 어느 정도의 보안이 가능하다.
NAT의 단점
NAT는 여려 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려질 수 있다.
