상황 설명 및 원인 분석
네트워크 연결 구조
모뎀과 공유기가 있는데, 랜선을 뺐다 꽂았다 하다가 실수로 WAN 포트가 아니라 LAN 포트에 연결한 상태다. 그러나 Wifi는 정상 작동하고 있었다. (2.4GHz, 5GHz)
각 기기의 IP 주소
맥북(5GHz 접속)은 IP가 192.x.x.x 대역(사설)으로 나타나고, 핸드폰(2.4GHz 접속)은 IP가 125.x.x.x 대역(공인)으로 나타났다. Firebat T8 plus PC(5GHz 접속)는 IP가 220.x.x.x 대역(공인)으로 나타났다.
그외 일부 기기는 Wifi 연결이 되지 않았다.
왜 이런 현상이 발생하는가?
LAN 포트에 모뎀 연결 시 발생하는 문제?
// 일반적인 흐름
"인터넷 회선" → "모뎀" →
(WAN 포트) "공유기" →
(LAN 포트) [PC/스마트폰 등 내부 기기]
// 현재 비정상적인 흐름
"인터넷 회선" → "모뎀" →
(LAN 포트, 라우터 작동 X) "공유기" [내부 기기]공유기의 WAN 포트가 아닌 LAN 포트에 모뎀을 연결하면, 공유기는 라우터 기능(네트워크를 분리, NAT 및 DHCP를 제공)을 제대로 하지 못하고 단순한 스위치처럼 동작하게 된다. 따라서 모뎀의 내부 기기들과 동일한 네트워크 계층에서 모뎀으로부터 IP를 받는 클라이언트 중 하나가 된다. 그러니까 그냥 IP 하나를 쓰는 내부 기기 중 하나로 행동한다는 것이다.
이 상태에서는 모뎀의 원래대로라면 작동하지 않아야할 DHCP 기능이 작동하게 된다. (내가 보유한 KT의 GiGa Fiber 2 모뎀은 DHCP 기능이 내장되어있다.) 이때 모뎀과 공유기 모두 DHCP 서버 역할을 하며 두 장비가 동시에 IP 주소를 할당하려고 시도한다.
IP 주소가 다르게 나오는 원인은?
어떤 기기는 공유기에서 IP(예: 192.x.x.x)를 받고, 어떤 기기는 모뎀에서 직접 IP(예: 125.x.x.x, 220.x.x.x)를 받기 때문일 수 있다.
이는 모뎀과 공유기에서 DHCP가 동시에 작동하면서 각 기기가 랜덤하게 어느 쪽의 DHCP 응답을 받을지 결정했기 때문일 것이다. 특히 내가 사용한 기기들이 공인 IP 2개를 할당받은것은 모뎀의 DHCP가 작동했을것이라고 추측하고 있다.
내 모뎀에 랜포트가 4개 있는데, 검색에 따르면 일반적으로 이런 경우에 공인 IP를 4개까지 할당가능하다고 한다. 각 기기에서 계속 Wifi 연결을 시도했더라면 정말 4개의 다른 공인IP를 사용했을수도 있었을까?
Wifi 연결 여부가 기기마다 달랐던건?
이미지 출처: https://www.homenethowto.com/basics/giving-the-computer-an-ip-address/
DHCP는 요청 순서와 응답 속도에 따라 클라이언트가 어느 서버에서 IP를 받을지 결정된다. 그런데 모뎀과 공유기 모두가 동시에 DHCP 서버로 동작하면서 IP 주소 충돌이나 할당 실패, 네트워크 분리 같은 문제가 생긴 것이다. 두 DHCP 서버가 동시에 응답을 시도하면, 어떤 기기는 IP를 제대로 받지 못하거나 충돌된 주소를 받게 되고, 이로 인해 네트워크에 정상적으로 연결되지 않거나, 연결은 되어도 인터넷에 접속할 수 없는 상황이 발생한다.
연결 성공 여부는 DHCP 응답의 타이밍, Wifi 신호 세기, 그리고 트래픽 상황에 따라 달라진다. 같은 환경에서도 일부 기기는 우연히 정상적으로 연결되고, 다른 기기는 실패할 수 있다.
LAN포트에 꽂았는데 Wifi는 어떻게 작동이 될수 있었을까?
공유기에 모뎀을 LAN 포트로 연결하더라도, 공유기의 Wifi 기능 자체는 계속 활성화되어 있기 때문에 물리적인 무선 전파 송수신에는 문제가 없다. 즉, 공유기가 라우터로 동작하지는 못해도 무선 AP(Access Point) 역할은 여전히 수행할 수 있다.
다만, 이 Wifi를 통해 연결된 장치들이 인터넷에 접속할 수 있는지는 전적으로 DHCP 및 IP 주소 설정에 달려 있다. 현재 구조에서는 공유기와 모뎀이 동시에 DHCP 서버 역할을 하면서 충돌이 일어나고 있었기 때문에 어떤 장치는 모뎀에서 직접 IP를 받아 공인 IP 대역(예: 125.x.x.x)으로 설정되어 인터넷에 접속할 수 있었고, 다른 장치는 공유기에서 사설 IP(예: 192.x.x.x)를 받아 실제 인터넷 게이트웨이와 연결되지 못하거나, 중복 IP 충돌 등으로 인해 접속이 불안정했을 수 있다.
결국, Wifi는 전파 신호를 제공했기 때문에 ‘연결됨’으로 표시되지만, 그 내부에서 동작하는 DHCP 처리, 라우팅, NAT 등의 기능이 제대로 구성되지 않았기 때문에 인터넷 연결 여부는 기기마다 달랐다.
정리
요약
공유기의 WAN 포트가 아닌 LAN 포트에 모뎀을 연결하면 공유기가 라우터가 아니라 단순 스위치처럼 동작하면서, 네트워크가 제대로 분리되지 않고 모뎀과 공유기의 DHCP 서버가 충돌하게 된다.
이로 인해 각 기기가 랜덤하게 모뎀 또는 공유기에서 IP를 받아 서로 다른 네트워크 대역에 있게 되며, 일부 기기는 연결이 불안정하거나 아예 되지 않을 수 있다.
따라서 랜선은 반드시 공유기의 WAN 포트에 연결해야 한다.
이렇게 하면 공유기가 정상적으로 라우터 역할을 하며, 모든 내부 기기가 동일한 네트워크 대역(예: 192.x.x.x)에서 안정적으로 IP를 받고, 네트워크가 일관되게 동작한다. 또한 모뎀의 DHCP에 직접 연결된 내부 기기가 없게 되므로 모뎀의 DHCP가 비활성화되어 충돌을 방지할수 있게 된다.
등장한 개념들
라우터와 스위치
라우터는 네트워크 계층에서 동작하며, 서로 다른 네트워크(서브넷)를 구분하고 데이터를 라우팅한다. NAT, DHCP 등 네트워크 관리 기능을 제공한다.
스위치는 데이터 링크 계층에서 동작하며, 같은 네트워크 내 장치 간 데이터 전달만 담당한다. 네트워크 분리 및 관리 기능은 없다.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
네트워크에 연결된 장치에 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 등 네트워크 정보를 자동으로 할당해주는 프로토콜이다.
일반적으로 공유기는 사설 IP(192.168.x.x 등)를 할당하지만, DHCP는 공인 IP도 할당할 수 있다(환경에 따라 다름).
NAT (Network Address Translation)
내부 네트워크(사설 IP)를 외부 네트워크(공인 IP)로 변환해주는 기술이다.
여러 대의 장치가 사설 IP로 내부에서 통신하다가 인터넷에 접속할 때, 라우터가 이 사설 IP를 하나의 공인 IP로 변환해 외부와 통신하게 한다.
보안성 강화, 주소 절약 등의 효과도 있다.
