ARP

ARP(Address Resolution Protocol)란 IP 주소로부터 MAC 주소를 구하는 IP와 MAC 주소의 다리 역할을 하는 프로토콜입니다.

위 그림과 같이 ARP를 통해 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환합니다.
반대로 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)를 통해 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환합니다.

ARP의 주소를 찾는 과정

장치 A가 ARP Request 브로드캐스트를 보내서 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 찾습니다. 그 후 해당 주소에 맞는 장치 B가 ARP Reply 유니캐스트를 통해 MAC 주소를 반환하는 과정을 거쳐 IP 주소에 맞는 MAC 주소를 찾게 됩니다.

[용어] 
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

IP 주소를 통해 통신하는 과정을 홉바이홉 통신이라고 합니다.


위 그림처럼 수많은 서브네트워크 안에 있는 라우터의 라우팅 테이블 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 또 전달해나가며 라우팅을 수행하며 최종 목적지까지 패킷을 전달합니다.

즉, 통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말합니다.

라우팅 : IP 주소를 찾아가는 과정 

라우팅 테이블

라우팅 테이블(routing table)은 라우터에 들어가있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어있는 리스트를 뜻합니다.

  • 송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용됩니다.
  • 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가지고 있습니다.

게이트웨이

게이트웨이(gateway)는 서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어입니다.


사용자는 인터넷에 접속하기 위해 수많은 게이트웨이를 거쳐야하며 게이트웨이는 서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해주는 역할을 하기도 합니다.

라우팅 테이블을 통해 게이트웨이를 확인할 수 있으며 라우팅 테이블은 윈도우의 명령 프롬프트에서 netstat -r 명령어로 확인할 수 있습니다.

IP 주소 체계

IP 주소는 IPv4와 IPv6로 나뉩니다.

IPv4

  • 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하며 123.45.67.89 같은 방식으로 나타냅니다.

IPv6

  • 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하며 2001:db8:ff00:42:8329 와 같이 나타냅니다.

클래스 기반 할당 방식

클래스 기반 할당 방식(classful networtk addressing)은 A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분하는 방식입니다. 앞에 있는 부분을 네트워크 주소, 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 주소인 호스트 주소로 놓아서 사용합니다.

클래스 A, B, C는 일대일 통신으로 사용되고 클래스 D는 멀티캐스트 통신, 클래스 E는 앞으로 사용할 예비용으로 쓰는 방식입니다.

맨 왼쪽의 비트를 '구분 비트'라고 합니다. 위 그림을 보면 클래스 A의 경우 맨 왼쪽의 비트가 0이고 클래스 B는 10, 클래스 C는 110입니다.

네트워크의 첫 번째 주소는 네트워크 주소로 사용되고 가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 네트워크에 속해 있는 모든 컴퓨터에 데이터를 보낼 때 사용됩니다.

위 그림을 예시로 보면 12.0.0.1~12.255.255.254를 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소로 사용할 수 있습니다.

하지만 이 방식은 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많은 단점이 있었고 이를 해소하기 위해 DHCP와 IPv6, NAT가 나옵니다.

DHCP

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜입니다.

이 기술을 통해 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있습니다.

NAT

NAT(Network Address Translation)는 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법입니다.
NAT는 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리합니다.

NAT를 가능하게 하는 소프트웨어 : ICS, RRAS, Netfilter

위 그림처럼 어비스 회사의 대리, 팀장들은 192.168.0.xxx를 기반으로 각각의 다른 IP를 가지고 있습니다. 이는 사설 IP라고 하며 NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200으로 외부 인터넷에 요청할 수 있습니다.

이를 통해 어비스 회사의 대리, 팀장들은 하나의 IP인 121.165.151.200을 기반으로 각각의 다른 IP를 가지는 것처럼 인터넷을 사용할 수 있습니다.

이처럼 NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환할 수 있습니다.

공유기와 NAT

NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함입니다. 예를 들어 인터넷 회선 하나를 개통하고 인터넷 공유기를 달아서 여러 PC를 연결하여 사용할 수 있는데, 이것이 가능한 이유는 인터넷 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문입니다.

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 가능해집니다.

NAT의 단점

NAT는 여러 명이 동시에 인터넷을 접속하게 되므로 실제로 접속하는 호스트 숫자에 따라서 접속 속도가 느려질 수 있습니다.

IP 주소를 이용한 위치 정보

IP 주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소이기 때문에 이를 통해 동 또는 구까지 추적이 가능합니다.

mylocation 사이트 링크 : https://mylocation.co.kr/

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나는야 머찐 개발자

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