🧭 IP 주소

🖥️ ARP(Address Resolution Protocol)

컴퓨터끼리 통신할 때는 IP 주소만으로는 실제 목적지를 알 수 없기 때문에, ARP를 이용해 IP 주소에 맞는 MAC 주소를 찾아 통신합니다.

 

즉, ARP는 IP 주소와 MAC 주소를 연결해주는 다리 역할을 하는 프로토콜이에요.

IP는 사람이 보기 쉬운 ‘가상 주소’, MAC 주소는 실제 장치에 부여된 ‘물리 주소’예요.
그래서 ARP는 IP 주소 → MAC 주소로 바꿔주고, 반대로 RARP는 MAC 주소 → IP 주소로 변환합니다.

 

예를 들어, 장치 A가 “IP 주소 120.70.80.3은 누구야?”라는 ARP Request(브로드캐스트)를 보내면,
해당 IP를 가진 장치 B가 자신의 MAC 주소를 알려주는 ARP Reply(유니캐스트)를 보내는 식으로 작동합니다.

• 용어 설명: 
  
  • 브로드캐스트:
    한 장치가 보낸 데이터가 네트워크의 모든 장치로 전송되는 방식
  • 유니캐스트:
    특정 하나의 장치와 1:1로 통신하는 방식

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🌐 홉바이홉(hob by hob) 통신

IP 주소를 기반으로 데이터를 전송하는 과정을 홉바이홉 통신이라고 해요. 이건 패킷이 여러 라우터(router)를 거치면서 목적지까지 도달하는 모습을 말해요.
각 라우터는 자신의 라우팅 테이블을 참고해 “다음으로 어디로 보내야 할까?”를 판단하고, 그 과정을 반복해서 최종 목적지에 도착합니다.

즉, IP 주소를 따라 하나의 라우터에서 다음 라우터로 ‘점프(hop)’하면서 이동하는 통신 방식이에요.

 

용어 설명: 

• 라우팅:
  IP 주소를 기반으로 데이터의 경로를 찾아가는 과정

🗺️ 라우팅 테이블(routing table)

라우팅 테이블은 라우터가 목적지까지 가는 길을 찾기 위해 참고하는 일종의 지도예요.
이 테이블에는 목적지 주소, 그 목적지로 가기 위한 게이트웨이 정보, 그리고 다음 라우터의 주소가 저장되어 있습니다.

🚪 게이트웨이(gateway)

게이트웨이는 서로 다른 네트워크 간의 연결 통로예요.
서로 다른 통신 방식(프로토콜)을 사용하는 네트워크를 연결해 주는 장치 또는 프로그램이죠.

우리가 인터넷에 접속할 때도 수많은 게이트웨이를 거쳐가며, 이 과정에서 게이트웨이는 데이터를 알맞은 형식으로 변환해줍니다.

👉 게이트웨이는 라우팅 테이블에서 확인할 수 있고, 윈도우에서는 명령 프롬프트에서 netstat -r 명령어를 입력하면 볼 수 있습니다.

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📡 IP 주소 체계

IP 주소에는 IPv4와 IPv6 두 가지가 있어요.

• IPv4: 32비트로 구성되며, 123.45.67.89처럼 표시됩니다.
• IPv6: 128비트(64비트라고 되어 있었지만 실제는 128비트)로 구성되며, 2001:db8::ff00:42:8329처럼 표시됩니다.

현재는 IPv6가 점점 확산 중이지만, 여전히 IPv4가 가장 널리 사용되고 있습니다.

 

🧮 클래스 기반 할당 방식(classful network addressing)

I처음에는 IP 주소를 A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 나누어 사용했어요.
앞부분은 네트워크 주소, 뒷부분은 호스트 주소(컴퓨터 식별용)로 구분됩니다.

• 클래스 A, B, C: 일반적인 1:1 통신용
• 클래스 D: 멀티캐스트(여러 장치에 동시에 전송)용
• 클래스 E: 실험 및 예비용

예를 들어 클래스 A는 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 범위를 가집니다.
클래스 구분은 맨 앞의 구분 비트로 판단하며, A: 0 / B: 10 / C: 110 형태로 구분됩니다.

네트워크의 첫 번째 주소는 네트워크 자체를 표시하는 주소이고, 마지막 주소는 브로드캐스트용이라 일반 장치에는 사용하지 않습니다.

예를 들어 클래스 A로 12.0.0.0 네트워크를 받았다면, 12.0.0.1 ~ 12.255.255.254까지만 실제로 사용할 수 있어요.

하지만 이 방식은 낭비되는 주소가 많다는 단점이 있어서, 그 뒤로 DHCP, IPv6, NAT 등의 기술이 발전했습니다.

 

🔧 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP는 IP 주소를 자동으로 할당해주는 프로토콜이에요.

예전에는 각 컴퓨터에 직접 IP를 입력해야 했지만, DHCP가 있으면 인터넷에 접속할 때 자동으로 IP와 통신 설정을 받아옵니다.

대부분의 가정용 공유기나 라우터에 DHCP 기능이 있어서, 집에서 사용하는 기기들이 자동으로 IP를 부여받는 것도 이 덕분이에요.

 

🌉 NAT(Network Address Translation)

NAT는 네트워크 장비(공유기 등)가 데이터를 주고받을 때 IP 주소를 바꿔주는 기술이에요.

IPv4 주소가 부족하기 때문에, NAT를 이용해 공인 IP 하나를 여러 장치의 사설 IP와 연결해서 사용합니다.

예를 들어, 집 안의 여러 컴퓨터가 192.168.0.xxx 사설 IP를 사용하더라도 NAT를 통해 외부 인터넷에서는 하나의 공인 IP(예: 121.165.151.200)로 보이게 됩니다.

 

✅ NAT의 장점과 특징

• 여러 대의 기기가 하나의 인터넷 회선을 통해 접속 가능 (공유기 덕분에 가능)
• 내부 IP가 외부에 직접 노출되지 않아 기본적인 보안 효과 있음

⚠️ NAT의 단점

• 동시에 접속하는 사용자가 많아지면 속도가 느려질 수 있음

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📍 IP 주소를 이용한 위치 정보

IP 주소는 네트워크에서 사용하는 주소이기 때문에, 이를 통해 사용자의 대략적인 위치(예: 시·구·동 단위)까지 추적할 수 있습니다.

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1. ARP에 대해 설명해보세요.

 

ARP는 IP 주소와 같은 논리적 주소를 MAC 주소라는 물리적 주소로 매핑해주는 프로토콜입니다. 같은 로컬 네트워크 내에서 통신할 때, 컴퓨터는 상대방의 IP 주소는 알지만 실제 데이터를 전달할 MAC 주소는 모를 수 있습니다. 이때 ARP가 "이 IP 주소 가진 사람, MAC 주소 알려줘"라고 네트워크 전체에 브로드캐스트를 보냅니다. 해당 IP를 가진 장치가 "내 MAC 주소는 이것이다"라고 응답하면, 그 정보를 ARP 캐시에 저장하고 비로소 실제 통신을 시작할 수 있습니다. 요약하면, ARP는 IP 주소를 이용해 MAC 주소를 찾아내는, 로컬 네트워크의 주소록 같은 역할을 합니다.

 

2. 라우팅 테이블과 게이트웨이에 대해 설명해보세요.

 

라우팅 테이블은 네트워크에서 데이터가 목적지까지 가는 경로를 결정하는 표입니다. 각 목적지 IP에 대해 어떤 경로로 보낼지, 즉 다음 홉이나 게이트웨이가 어디인지 정보를 가지고 있습니다. 게이트웨이는 내부 네트워크와 외부 네트워크를 연결하는 출입구 역할을 하며, 내부에서 외부로 데이터를 보낼 때 반드시 거치는 장치입니다.

 

3. 공인 IP와 사설 IP의 차이점에 대해 설명해보세요.

 

공인 IP는 인터넷 상에서 고유하게 식별되는 주소로, 외부와 직접 통신할 수 있습니다. 반면 사설 IP는 가정이나 회사 내부 네트워크에서만 사용되는 주소로, 외부 인터넷에서는 인식되지 않습니다. 따라서 사설 IP를 가진 장치가 외부와 통신하려면 게이트웨이 역할을 하는 라우터를 통해 공인 IP로 변환되어야 합니다.