네트워크 계층 : 목적지에 데이터 전달하기 - 2

목표

IP를 이해한다

라우터를 이해한다

IP주소를 이해한다

서브넷을 이해한다

라우팅을 이해한다

공인 IP 주소, 사설 IP 주소

공인 IP 주소와 사설 IP 주소는 인터넷에서 사용되는 IP 주소의 종류를 나타냅니다.

공인 IP 주소

인터넷 서비스 제공자(ISP)로부터 할당받은 고유한 IP 주소를 의미하며, 인터넷 상에서 공개적으로 사용됩니다. 공인 IP 주소는 인터넷 상에서 유일하며, 모든 인터넷 사용자들이 해당 IP 주소를 통해 해당 장치에 접속할 수 있습니다.

사설 IP 주소

개인이나 기업 내부에서 사용되는 IP 주소를 의미합니다. 사설 IP 주소는 인터넷 상에서 직접적으로 접속이 불가능하며, 해당 네트워크 내에서만 사용됩니다. 사설 IP 주소는 공인 IP 주소와는 달리 중복 사용이 가능합니다. 사설 IP 주소는 보안상 이유로 사용되며, IPv4 주소 부족으로 인해 IPv6 주소 체계도 사용되고 있습니다.

 

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

네트워크 상에서 IP 주소와 같은 설정 정보를 자동으로 할당하는 프로토콜입니다. 

FHCP(Factory Hybrid Configuration Protocol)

네트워크 장비에서 사용하는 프로토콜로, 라우터 등의 장비에서 초기 구성을 위해 사용됩니다. FHCP는 제조사에서 미리 설정한 기본값을 사용하여 라우터의 초기 구성을 쉽게 할 수 있도록 지원합니다.

 

MAC주소와 IP주소의 비트수

MAC 주소와 IP 주소는 모두 비트로 구성된 주소 체계입니다.

MAC 주소는 48비트로 구성되며, 이는 12자리 16진수로 표현됩니다. 이 중 앞 24비트는 제조사 식별자를 나타내고, 뒤의 24비트는 제조사에서 할당한 고유한 식별자입니다.

반면, IP 주소는 32비트로 구성되며, 이는 4개의 8비트 숫자로 구성됩니다. 이 숫자들은 점으로 구분되어 표기되며, 각 숫자는 0부터 255까지의 값을 가질 수 있습니다.

따라서, MAC 주소와 IP 주소는 비트 수에서도 구조에서도 서로 다른 차이점이 있습니다.

 

옥텟 (8비트를 옥텟이라고도 합니다.)

옥텟은 8비트로 이루어진 데이터 단위를 의미합니다. 이진수로 표현하면 0과 1의 8자리 숫자로 이루어져 있습니다. 1바이트(Byte)는 8비트(옥텟)으로 이루어져 있기 때문에, 1바이트는 2의 8승, 즉 256가지의 서로 다른 값을 나타낼 수 있습니다.

 

ID와 호스트 ID는 IP 주소

네트워크 ID와 호스트 ID는 IP 주소에서 사용되는 개념입니다.

네트워크 ID는 IP 주소의 일부분으로, 해당 네트워크를 식별하는 역할을 합니다. 호스트 ID는 네트워크 내에서 각 호스트를 구분하는 역할을 합니다.

IP 주소는 기본적으로 32비트로 구성되며, 이를 보통 네트워크 ID와 호스트 ID로 나누어 사용합니다. 이때, IP 주소의 첫 번째 비트부터 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하며, 어디까지가 네트워크 ID이고 어디부터가 호스트 ID인지를 정의합니다.

네트워크 ID와 호스트 ID는 서로 다른 용도로 사용되며, 이를 통해 각 호스트가 어떤 네트워크에 속해 있는지 파악하고, 다른 호스트와 통신할 수 있습니다.

 

IP주소의 클래스 구조

IP 클래스는 IP 주소의 범위를 나타내는 방법 중 하나입니다.

IP 클래스는 총 5개로 A, B, C, D, E 클래스가 있으며, 각 클래스는 다음과 같은 범위를 갖습니다.

• A 클래스 : 첫 번째 옥텟이 0~127인 IP 주소 범위
• B 클래스 : 첫 번째 옥텟이 128~191인 IP 주소 범위
• C 클래스 : 첫 번째 옥텟이 192~223인 IP 주소 범위
• D 클래스 : 첫 번째 옥텟이 224~239인 IP 주소 범위 (멀티캐스트에 사용)
• E 클래스 : 첫 번째 옥텟이 240~255인 IP 주소 범위 (사용하지 않음)

각 클래스는 네트워크 ID와 호스트 ID의 비트 수가 고정되어 있으며, 이에 따라 사용 가능한 IP 주소 범위가 정해집니다. 예를 들어, A 클래스 IP 주소는 첫 번째 옥텟이 네트워크 ID로 사용되며, 나머지 3개의 옥텟이 호스트 ID로 사용됩니다. 따라서, A 클래스 IP 주소는 네트워크당 대략 1억개의 호스트를 지원할 수 있습니다.

하지만, 현재는 IP 주소 부족 문제와 IPv6의 등장으로 인해 IP 클래스의 개념이 사용되지 않는 추세입니다.

 

네트워크 주소, 브로드캐스트 주소

네트워크 주소와 브로드캐스트 주소는 IP 주소를 구성하는 중요한 요소 중 하나입니다.

 

네트워크 주소

해당 IP 주소가 속한 네트워크를 식별하는 데 사용됩니다. IP 주소의 네트워크 ID 부분이 네트워크 주소에 해당합니다. 예를 들어, IP 주소가 192.168.1.100일 때, 이 IP 주소의 네트워크 주소는 192.168.1.0입니다.

브로드캐스트 주소

네트워크 상의 모든 호스트에게 메시지를 전달하는 데 사용됩니다. 브로드캐스트 주소는 해당 네트워크의 모든 호스트 비트가 모두 1인 주소입니다. 예를 들어, IP 주소가 192.168.1.100일 때, 해당 IP 주소가 속한 네트워크의 브로드캐스트 주소는 192.168.1.255입니다.

 

서브넷 주소

서브넷 주소란 IP 주소의 네트워크 ID 부분을 더 작은 단위로 분할한 것입니다. 서브넷 주소를 사용하면 더 작은 단위로 네트워크를 분할하고, 각각의 서브넷에 대해 라우팅을 구성하여 효율적인 IP 주소 할당 및 네트워크 관리가 가능합니다.

 

서브넷팅

서브넷팅은 하나의 대규모 네트워크를 작은 여러 개의 서브넷으로 분할하는 것을 말합니다. 이렇게 서브넷으로 나누면 네트워크 관리가 용이해지고 보안성을 높일 수 있습니다. 서브넷팅을 하면 IP 주소도 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 각 서브넷은 고유한 네트워크 주소를 가지며, 서브넷 내에서는 호스트 주소를 부여할 수 있습니다. 서브넷 마스크를 이용하여 서브넷 영역을 나누고, 이를 기반으로 IP 주소를 할당합니다.

 

서브넷 마스크(Subnet Mask)

IP 주소에서 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하는 기능을 합니다. 서브넷 마스크는 IP 주소와 같은 32비트 크기의 이진수로 표현되며, 서브넷팅을 통해 분할된 IP 네트워크에서 어떤 비트가 네트워크 ID를 나타내고, 어떤 비트가 호스트 ID를 나타내는지를 결정합니다.

프리픽스(prefix) 표기법

프리픽스 표기법은 IP 주소를 표기하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 IP 주소 뒤에 슬래시(/)와 함께 쓰이는 비트 수를 나타내는 숫자를 붙여서 표기합니다. 이 숫자는 해당 IP 주소의 네트워크 비트 수를 의미합니다.

예를 들어, 192.168.0.0/16은 192.168.0.0부터 192.168.255.255까지의 모든 IP 주소가 같은 네트워크에 속하며, 16비트가 네트워크 ID를 나타내고 나머지 16비트가 호스트 ID를 나타내는 것을 의미합니다. 프리픽스 표기법을 사용하면 IP 주소의 클래스에 따라 불필요한 비트를 줄일 수 있어 IP 주소 공간을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

기본 게이트웨이

네트워크에서 다른 네트워크로 나가기 위한 출구로서, 패킷이 목적지로 전달될 때 사용되는 IP주소입니다. 기본 게이트웨이는 주로 라우터와 같은 장비를 말하며, 호스트(컴퓨터, 스마트폰 등)가 다른 네트워크로 데이터를 전송할 때 기본 게이트웨이의 IP주소를 설정해야 합니다. 이를 설정하지 않으면 호스트는 다른 네트워크로 패킷을 보낼 수 없습니다.