1. IP 주소가 뭐지?
1-1. IP 주소란 무엇인가
- IP주소
- PC나 서버와 같이 호스트TCP/IP로 통신하는 기기를 식별하기 위한 주소이다.
- 애플리케이션을 실행하고 있는 호스트를 특정하기 위한 정보이다.
- IP주소는 호스트의 유선 LAN, 무선 LAN 등의 네트워크 인터페이스마다 설정된다.
1-2. IP 주소의 표기와 분류
- 부점 10진 표기법
- 32비트를 8비트씩 10진수로 변환하여 표기하는 방법이다.
- 한 옥텟의 숫자 범위는 0~255 이내이다.
- 통신의 용도에 따른 분류
- 유니캐스트
- 1:1 통신
- 브로트캐스트
- 1:n 통신
- 같은 네트워크 상의 모든 호스트와 통신
- 멀티캐스트
- 1:n 통신
- 같은 애플리케이션이 실행되고 있는 등의 특징에 의해 그룹화된 호스트
- 유니캐스트
1-3. IP 주소의 구성
- 호트스를 식별하기 위해서는 그 호스트가 어떤 네트워크에 속해 있는지 알아야 한다.
IP 주소 = 네트워크ID + 호스트ID
1-4. IP 주소의 클래스풀 주소 체계
| A 클래스 | B 클래스 | C 클래스 | D 클래스 | E 클래스 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 맨 앞의 비트 패턴 | 0 | 10 | 110 | 1110 | 1111 |
| 맨 앞 8비트의 10진수 범위 | 1~126 | 128~191 | 192~223 | 224~239 | 240~255 |
| 네트워크 ID와 호스트 ID의 구분 | 8비트 | 16비트 | 24비트 | 32비트 | 64비트 |
| 네트워크 ID의 개수 | 126 | 116,382 | 2,097,150 | ||
| 호스트 ID의 개수 | 16,777,214 | 65,534 | 254 | ||
| 사용 용도 | 대규모 네트워크 환경 | 중규모 네트워크 환경 | 소규모 네트워크 환경 | 멀티캐스팅용 | 연구/개발용 |
1-5. 클래스풀 주소는 낭비가 심하다?
- 문제점
- A 클래스와 B 클래스에서는 매우 많은 IP 주소가 사용되지 못하고 남게 된다.
- C 클래스는 호스트 ID가 254개 뿐이므로 네트워크 하나에 255대 이상의 호스트를 연결할 수 없다.
- IP 주소를 효율적으로 사용하기 위해 서브넷 마스크가 등장한다.
2. 서브넷 마스크가 뭐지?
2-1. 서브넷 마스크의 개요
- 서브넷 마스크
- IP 주소의 32비트 중에서 어디까지가 네트워크 ID이고 어디부터가 호스트 ID인지를 가리키는 역할을 한다.
- 비트가 1인 부분이 네트워크 ID, 0인 부분이 호스트 ID를 나타낸다.
- 비트 1이 몇개 나오는지를 나타내는 프리픽스 표기법도 자주 사용한다.
- ex) 192.168.0.1/24
2-2. 서브넷 마스크의 필요성
- 클래스리스 주소는 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하는 위치를 유연하게 설정할 수 있기 때문에 주소의 낭비를 줄일 수 있다.
- 하지만 IP 주소만 보고 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분할 수 없다는 문제점이 있다.
- 그래서 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하는 서브넷 마스크가 필요하다.
3. 공인 IP와 사설 IP
3-1. 공인 IP란 무엇인가
- 공인 IP 주소
- 인터넷 상에서 중복되지 않는 IP 주소를 말한다.
- 인터넷에 접속하기 위한 라우터나 인터넷에 공개되는 웹 서버 등은 공인 IP를 설정해야 한다.
3-2. 사설 IP란 무엇인가
-
공인 IP 주소의 문제점
- 무한히 존재하지 않는 공인 IP의 고갈 문제 대책으로 생겨났다.
- 외부 인터넷과 연결하지 않는 네트워크는 공인 IP를 사용할 필요가 없다.
-
사설 IP 주소
- 네트워크 내 공인 IP 주소로써 사용되지 않는 범위의 IP 주소를 설정해 그 안에서 사설 IP를 자유롭게 돌려쓴다.
- 일반적으로 사내 네트워크나 홈 네트워크는 사설 IP주소 범위 내에서 IP 주소를 설정한다.
- 사설 IP 주소의 범위는 다음과 같다.
10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 (10.0.0.0/8)
172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 (172.16.0.0/12)
192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 (192.168.0.0/16)
3-3. NAT
- 사설 IP의 문제점
- 사설 IP는 닫혀있는 네트워크 내부에서 사용한다.
- 따라서 인터넷 상에서 호스트가 공인 IP 주소를 가지고 있기 때문에 목적지 IP 주소로 사설 IP를 지정할 수 없다.
- 그래서 사설 IP 주소와 공인 IP 주소를 상호 변환하는 NAT가 등장한다.
- NAT
- NAT에 의한 주소 변환은 주로 사설 IP 주소와 공인 IP 주소의 경계에 위치하는 라우터나 방화벽이 수행한다.
- NAT 장비는 사설 IP 주소와 공인 IP주소의 조합을 NAT 테이블에 저장한다.
- NAT 변환된 패킷의 요청이 온다면 NAT 테이블을 참조해서 패킷의 목적지 IP 주소를 공인 IP 주소에서 사설 IP 주소로 변환해서 전송한다.
