[CN] IP주소란?

2023학년도 2학기 충남대학교 이영석 교수님의 컴퓨터네트워크 수업 정리자료입니다.

 

 

 

 

📁 인터넷 주소

 
인터넷에 연결된 장치의 주소는 크게 논리적인 주소와 물리적인 주소로 분류된다.

 

- IP address

인터넷에 연결되어있는 개체(컴퓨터, 네트워크카드 등)의 논리적인 주소이다.
ISP/공유기에서 할당하며, 네트워크에 따라 변동되기도 한다.

 

- MAC address

디바이스(하드웨어) 고유의 식별자인 물리적인 주소는 MAC address라고 부른다.
물리적인 주소이므로 네트워크 카드 제조사에서 부여하며 특별한 조작이 없으면 절대 바뀌지 않는다.

 

 

이더넷은 MAC 주소를 이용하여 통신하므로 이더넷 메시지에서 MAC 주소를 확인할 수 있으며,
그 밑에 IP 메시지에서 IP 주소를 확인할 수 있다.
 
 

 

명령 프롬프트와 같은 도구에서 ipconfig 명령어를 입력하여 ip주소를 확인할 수도 있다.

 

 

 

 

 

📁 IP 주소

 
IP란 Internet Protocol의 약자로, 인터넷에서 송신 호스트와 수신 호스트가 네트워크 통신으로 데이터를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약(프로토콜)을 말한다.

 

IP 기기의 주소를 나타내는 것이 IP 주소이다.

 

 

 

 

🌱 IPv4 주소체계

 
현재 IP 프로토콜은 IPv4(Internet Protocol version 4) 주소체계를 사용하고 있다.
 

 
IPv4란 32bit(4byte) 주소체계를 갖는 네트워크 계층의 프로토콜을 말한다. 0.0.0.0 부터 255.255.255.255까지 네 부분으로 나뉘는 12자리 주소를 사용하며, 각 부분은 0~255까지 8bit짜리 3자리 수로 표현된다.

 

IPv4로 256^4개, 약 42억개의 IP 주소를 생성할 수 있다.

 

 

 

IPv4 주소는 대역에 따라 클래스 A, B, C, D, E로 구분할 수 있다.
 

 

 

클래스 A

 

대규모 네트워크 환경에 쓰이는 IP주소의 모음이다.

• 첫번째 바이트가 0 ~ 127까지 사용된다.
• 맨 앞 비트가 0으로 시작한다.
• 앞 8bit가 네트워크 ID, 뒤 24bit가 호스트 ID이다.

 

클래스B

 

중규모 네트워크 환경에 쓰이는 IP주소의 모음이다.

• 첫번째 바이트가 128 ~ 191까지 사용된다.
• 맨 앞 비트가 10으로 시작한다.
• 앞 16bit가 네트워크 ID, 뒤 16bit가 호스트 ID이다.

 

클래스C

 

소규모 네트워크 환경에 쓰이는 IP주소의 모음이다.

 

• 첫번째 바이트가 192 ~ 223까지 사용된다.
• 맨 앞 비트가 110으로 시작한다.
• 앞 24bit가 네트워크 ID, 뒤 8bit가 호스트 ID이다.

 

클래스D

 

 

멀티캐스팅용으로 사용된다. 잘 쓰이지 않는다.

• 첫번째 바이트가 224 ~ 239까지 사용된다.
• 맨 앞 비트가 1110으로 시작한다.
• 네트워크 및 호스트 ID로 나뉘지 않는다.

 

클래스E

 

연구/개발용 혹은 미래에 사용하기 위해 남겨둔 클래스로, 일반적인 용도로는 사용되지 않는다.

• 첫번째 바이트가 240 ~ 254까지 사용된다.
• 맨 앞 비트가 1111으로 시작한다.
• 네트워크 및 호스트 ID로 나뉘지 않는다.

 

 

🌙 Network ID와 Host ID

 

IPv4 주소는 앞 n비트가 prefix, 뒤 32-n비트가 suffix로 나뉜다.

이때 prefix부분이 Network ID, suffix부분이 Host ID가 된다.

 

 

예를 들어 192.168.0.1이라는 IP 주소가 있다.

 

첫번째 바이트가 192이므로 해당 주소는 C클래스의 주소이고, C클래스의 네트워크 ID는 앞 24bit이므로, 192.168.0까지가 네트워크 ID이다.

 

즉 256^3개만큼의 기업 및 집단 등등이 C클래스 내의 네트워크 ID를 하나씩 가져갈 수 있으며, 만약 192.168.0이라는 네트워크 ID를 사용하는 집단이 있으면 해당 집단은 이론적으로 192.168.0.0부터 192.168.0.255까지 256개의 IP를 사용할 수 있다. 하지만 보통 호스트주소가 모두 0인 경우와 모두 1인 경우는 제외하여 사용하기 때문에 192.168.0.1 ~ 192.168.0.254까지 254개가 가능하다.

 

 

 

Reserved private IPv4 network ranges

 

private network(사설망)이란 IPv4중 특정 대역을 공인 인터넷이 아닌 가정, 기업 등 한정된 공간에 사용하도록 하는 네트워크를 의미한다.

 

사설망에 소속된 IP들은 오직 사설망 내에서만 사용 가능하고, 외부망 및 인터넷과 같은 공인망에서 사용할 수 없다. 때문에 네트워크 통신을 하기 위해서는 사설 IP를 공인 IP로 변환하는 절차가 필요하고, 이 방법을 NAT(Network Address Translation)이라고 부른다.

 

기본적으로 사설망이 사용되는 곳은 다음과 같다.

• 10.0.0.0/8은 충남대학교와 같은 비교적 큰 단체에서 사용한다.
• 172.16.0.0/12는 docker와 같은 가상의 사설망으로 사용한다.
• 192.168.0.0/16은 가정에서 사용한다.

 

 

 

 

 

🌱 IPv6 주소체계

 

IPv4로 표현 가능한 주소의 수는 약 42억개인데, 현재 이 개수조차 부족해져서 IPv6 주소체계가 도입되고 있다.
 
IPv6 주소체계는 IPv4와 기본적으로 동일하되 총 128bit를 16진수로 표현하며, IPv4보다 2^128 / 2^32배로 개수가 늘어난다.
 

64비트는 Network prefix, 나머지 64비트는 host network identifier로 구성된다.

종류로는 unicast, anycast, link-local, multicast 등이 있다.
 
 
 
 

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