ARP, RARP

1. IP Address & MAC Address

• IP Address: 컴퓨터 네트워크에서 장치들 간의 통신을 위해 사용되는 논리적인 주소로, 라우팅을 통해 패킷을 목적지까지 전달하기 위해 사용

• MAC Address: 네트워크 인터페이스 카드 (NIC)에 할당된 고유한 식별자이며, 네트워크 장비들이 로컬 네트워크 내에서 통신할 때 사용

• 일반적으로 48비트 길이

  • 앞 24비트: OUI (Organizationally Unique Identifier)
    • IEEE에서 할당한 네트워크 인터페이스를 제조한 회사나 조직
  • 뒤 24비트: UAA (Universally Administered Address)
    • 해당 제조사 내에서 구별되는 고유한 코드

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2. ARP

• ARP (Address Resolution Protocol): IP 주소를 MAC 주소로 매핑하는 데 사용되는 프로토콜
  

• ARP 요청은 이더넷 프레임 내의 페이로드 부분에 담겨진다.

• 동작 과정

  1. 호스트가 특정 IP 주소로 데이터를 전송하려고 할 때, 먼저 자신의 ARP 캐시를 확인하여 해당 IP 주소에 대한 MAC 주소를 갖고 있는지 확인
  2. ARP 캐시에 정보가 없으면, 호스트는 ARP 프로토콜을 사용하여 네트워크 내의 다른 장치들에게 해당 IP 주소의 MAC 주소를 요청
     • 브로드캐스트 메시지로 MAC 주소를 찾을 대상의 IP 주소를 포함한 ARP 요청 패킷을 로컬 네트워크로 전송
  3. 해당 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 알고 있는 호스트가 그 요청에 응답하여 자신의 MAC 주소를 전송
     • 해당 IP 주소를 가진 장치는 ARP 요청을 수신하고, 자신의 MAC 주소를 ARP 응답 패킷에 담아 전송하여 요청한 장치로 유니캐스트
  4. 호스트는 받은 응답을 ARP Table 및 ARP 캐시에 저장하여 이후에 동일한 대상에 대한 데이터를 전송할 때 MAC 주소를 바로 참조
     

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4. RARP

• RARP (Reverse Address Resolution Protocol): MAC 주소를 IP 주소로 변환하는 프로토콜

• 일부 장치가 부팅 과정에서 디스크나 SSD에 직접 접근하지 못하는 상황에서, 해당 장치의 MAC 주소를 이용해 자신의 IP 주소를 찾기 위해 사용

• 동작 과정

  1. RARP 클라이언트는 부팅 과정 중에 자신의 MAC 주소를 알고 있지만 IP 주소를 모르는 상태에서 네트워크에 접속
  2. 로컬 네트워크 내에 존재하는 RARP 서버에게 자신의 MAC 주소를 포함한 RARP 요청 패킷을 브로드캐스트로 전송
  3. RARP 서버는 RARP 요청을 받고, 응답 패킷을 생성하여 클라이언트에게 해당 MAC 주소에 해당하는 IP 주소를 제공

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5. Router의 ARP

1. 라우팅 테이블 확인: 라우터는 받은 데이터의 목적지 IP 주소를 확인하기 위해 자신의 라우팅 테이블을 검색

2. ARP를 통한 목적지 MAC 주소 확인: 라우터는 목적지 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 알아내기 위해 ARP 프로토콜을 사용

   • ARP 요청에 응답하는 장치는 요청된 IP 주소에 해당하는 MAC 주소를 알지 못할 때, 라우터는 자신의 MAC 주소를 반환하여 네트워크 통신을 유지하고 데이터 전송에 문제가 발생하지 않도록 한다.