네트워크 - IP

IP(Internet Protocol) 주소

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IP 주소는 인터넷 프로토콜 주소를 나타낸다. 즉, 네트워크를 통해 장치를 식별하는 고유 주소를 의미하는데 이는 인터넷이나 로컬 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 구조를 관리하는 일련의 규칙과 거의 같다.

IP주소는 인터넷이 서로 다른 라우터, 컴퓨터 및 웹사이트를 구별하는 데 도움이 되는데 이는 특정 네트워크에서 특정 기계 식별자 역할을 하며 소스와 대상 간의 시각적 통신을 개선하는 데 도움이 된다.

 

ARP(Address Resolution Protocol)

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ARP는 주어진 IP 주소에 대한 MAC 주소를 검색하는 데 사용되는 프로토콜로 데이터를 목적지까지 보내기 위해서는 IP주소만 이용해서 보낼 수 없기 때문에 물리적 주소인 MAC 주소가 필요하게 된다.

ARP는 가상 주소인 IP 주소를 실제 주소인 MAC 주소로 변환해 준다.

이와 반대인 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)가 있는데 해당 프로토콜은 실제 주소인 MAC 주소를 가상 주소인 IP 주소로 변환해 주는 것이다. 

 

홉바이홉 통신

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IP 주소를 통해 통신하는 과정을 홉바이홉 통신이라고 한다.

홉은 통신망에서 각 패킷이 여러 개의 라우터를 건너가는 것을 의미한다.

각각의 라우터에 있는 라우팅 테이블의 IP를 기반으로 패킷을 전달하고 다시 전달해 나간다.

즉 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷의 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말한다.

 

라우팅 테이블

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송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되며 라우터에 들어가 있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트를 뜻한다.

라우팅 테이블에는 게이트웨이와 라우터의 정보가 들어있다.

 

게이트웨이

서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 두루 일컫는 용어이다.

서로 다른 네트워크상의 통신 프로토콜을 변환해 주는 역할을 한다.

 

IP 주소 체계

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IP 주소는 IPv4와 IPv6로 나눠진다. 

 

IPv4 특징

IPv4는 32비트의 주소체계를 가지고 있다.

네트워크 보안과 관련된 IPSec(IP Security)은 선택 사항이다.

유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트를 지원한다.

VLSM(가상 길이 서브넷 마스크)을 지원한다.

네트워크는 수동으로 또는 DHCP를 사용하여 설계해야 한다.

 

IPv6 특징

IPv6는 128비트의 주소체계를 가지고 있다.

네트워크 보안과 관련된 IPSec이 내장되어 있다.

IPv4의 브로드캐스트가 아닌 멀티캐스트를 지원한다.

IPv4의 주소 고갈 한계를 극복할 수 있는 많은 주소 공간이 있다.

 

 

클래스 기반 할당 방식

IP 주소를 A, B, C, D, E 총 다섯 개의 클래스로 구분하여 사용하는데 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.

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

클래스 기반 할당 방식은 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많은 단점이 있다.

 

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

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IP 주소 및 기타 통신 매개변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜이다.

네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있다.

많은 라우터와 게이트웨이 장비에 DHCP 기능이 있으며 이를 통해서 대부분의 가정용 네트워크에서 IP 주소를 할당한다.

 

NAT(Network Address Translation)

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패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법이다.

IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못하는 단점이 있는데 이를 해결하기 위해 NAT로 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리한다.

NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나 공인 IP를 사설 IP로 변환하는 데 쓰인다.

 

브로드 캐스트, 유니 캐스트, 멀티 캐스트

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캐스트(cast) 용어는 데이터(패킷 스트림)가 클라이언트 측에서 수신자에게 통신 채널을 통해 전송되고 서로 통신할 수 있게 하는 것을 나타낸다.

특징	유니캐스트	브로드캐스트	멀티캐스트
정의	한 명의 발신자가 한 명의 수신자에게 메시지를 보내는 통신(1 대 1)	한 명의 발신자가 모든 수신자에게 메시지를 보내는 통신 (1대 N)	한 발신자가 여러 수신자 그룹에게 메시지를 보내는 통신
전송	데이터는 단일 수신자에게 전송됨	데이터는 네트워크의 모든 수신자에게 전송됨	데이터가 수신자 그룹에게 전송됨
주소	고유한 대상 주소를 사용	특별한 브로드캐스트 주소를 사용	특별한 멀티캐스트 주소를 사용
전달	배송을 보장	모든 장치가 데이터에 관심을 갖는 것은 아님	모든 장치가 데이터에 관심을 갖는 것은 아님
네트워크 트래픽	최소한의 네트워크 트래픽을 생성	가장 많은 양의 네트워크 트래픽을 생성	적당한 네트워크 트래픽을 생성
보안	데이터가 특정 수신자에게 전송되므로 더욱 안전함	데이터가 네트워크의 모든 장치로 전송되므로 보안 수준이 낮음	데이터가 특정 장치 그룹으로 전송되므로 어느 정도 안전
목적지	단일 수신기	모든 수신자	수신기 그룹
대역폭 사용량	보통	높음	보통
지연 시간	낮음	높음	보통
예	이메일, 파일 전송	DHCP 요청, ARP 요청	비디오 스트리밍, 온라인 게임