[컴퓨터 네트워크] IP 프로토콜

 

 

 

 

 

 

IP주소란

 

IP 주소는 네트워크에 연결된 장치들이 서로 통신하기 위해 사용하는 고유한 숫자 식별자입니다. IP 주소는 인터넷과 같은 네트워크에서 데이터를 전송하고 수신하는 데 필수적입니다. IP 주소는 크게 두 가지 종류로 나뉩니다: IPv4와 IPv6.

 

• IPv4 (Internet Protocol version 4):
  • 32비트 주소 체계를 사용하며, 숫자 4개가 점으로 구분된 형태로 나타납니다. 예: 192.168.0.1
  • IPv4는 약 43억 개의 고유한 주소를 제공하지만, 네트워크 장치 수가 급격히 증가하면서 주소가 부족해졌습니다.
• IPv6 (Internet Protocol version 6):
  • 128비트 주소 체계를 사용하며, 훨씬 더 많은 수의 주소를 제공합니다. IPv6 주소는 16진수로 작성된 8개의 그룹으로 나뉩니다. 예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
  • IPv6는 주소 부족 문제를 해결하고 더 나은 네트워크 효율성과 보안을 제공합니다.

 

 

 

• Public IP (공인 IP):
  • 인터넷상에서 고유한 IP 주소로, 전 세계에서 유일하게 식별됩니다. 공인 IP는 ISP(인터넷 서비스 제공자)에 의해 할당되며, 이를 통해 장치가 인터넷 상에서 다른 네트워크나 장치와 직접 통신할 수 있습니다.
  • 예: 웹사이트 서버나, 인터넷에 연결된 가정용 라우터가 공인 IP 주소를 사용합니다.
• Private IP (사설 IP):
  • 로컬 네트워크에서만 유효한 IP 주소로, 인터넷에서는 사용되지 않습니다. 사설 IP는 주로 가정, 회사, 또는 사설 네트워크 내에서 장치들이 서로 통신하기 위해 할당됩니다. 동일한 사설 IP 범위가 전 세계적으로 여러 네트워크에서 재사용될 수 있습니다.
  • 예: 집 안의 PC, 스마트폰, 프린터 같은 장치들이 라우터로부터 사설 IP를 받아 로컬 네트워크에서 통신합니다.

 

공인 IP와 사설 IP의 범위

• 사설 IP 주소 범위 (RFC 1918에 정의됨):
  • 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
  • 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
  • 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
• 이 범위를 제외한 모든 IP 주소는 공인 IP입니다.

 

 

 

 

 

IP 주소는 어떻게 할당될까

1. 공인 IP 할당:
   • 공인 IP 주소는 **ISP(인터넷 서비스 제공자)**가 인터넷에 연결된 장치나 네트워크에 할당합니다. ISP는 IANA(Internet Assigned Numbers Authority) 및 RIR(Regional Internet Registry)로부터 IP 주소 블록을 받아 사용자가 인터넷에 연결할 수 있도록 제공합니다.
   • 예: 가정이나 회사가 인터넷에 연결되면 ISP로부터 공인 IP가 할당되어 외부와 통신합니다.
2. 사설 IP 할당:
   • 사설 IP 주소는 로컬 네트워크 내의 라우터나 DHCP 서버가 자동으로 할당합니다. 이를 통해 로컬 네트워크 안에서 여러 장치가 서로 통신할 수 있습니다.
   • 예: 가정 내 라우터가 사설 IP 주소를 네트워크에 연결된 각 장치에 자동으로 배포합니다(DHCP 프로토콜 사용).

 

 

 

 

NAT (Network Address Translation)

NAT는 네트워크 주소 변환을 의미하며, 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 내부 네트워크의 여러 장치가 외부 인터넷과 통신할 수 있도록 해주는 기술입니다. 사설 IP 주소를 사용하는 장치들이 외부 네트워크와 직접 통신할 수 없기 때문에, NAT는 공인 IP 주소를 사용해 외부로 나가는 트래픽의 출발지를 변환하여 처리합니다.

NAT의 주요 기능:

1. IP 주소 절약: 공인 IP 주소의 부족 문제를 해결하기 위해 사설 네트워크 내에서 여러 장치가 하나의 공인 IP 주소를 통해 인터넷에 접속할 수 있도록 합니다.
2. 보안 강화: 사설 네트워크의 IP 주소를 외부에 노출하지 않음으로써 보안성을 높이는 데 기여합니다.
3. NAT 유형:
   • Static NAT: 하나의 공인 IP와 하나의 사설 IP를 매핑합니다.
   • Dynamic NAT: 여러 사설 IP를 공인 IP 풀에서 할당받아 동적으로 변환합니다.
   • PAT (Port Address Translation): 여러 사설 IP가 하나의 공인 IP 주소를 공유하며, 각 통신에 다른 포트를 사용하여 구분합니다.

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ICMP (Internet Control Message Protocol)

ICMP는 네트워크 장치 간에 오류 메시지와 제어 메시지를 주고받기 위한 제어 프로토콜입니다. 데이터 패킷이 목적지에 도달하지 못하거나 네트워크 문제를 감지할 때 ICMP를 사용해 문제를 보고하거나 진단할 수 있습니다. 이는 실제로 데이터를 전송하는 역할은 하지 않으며, 네트워크의 상태를 모니터링하고 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.

ICMP의 주요 기능:

1. 에러 보고: 패킷이 목적지에 도달하지 못하거나 네트워크 문제 발생 시 해당 오류를 보고합니다.
2. 진단 도구: ping 및 traceroute와 같은 네트워크 진단 도구가 ICMP를 사용해 네트워크 연결 상태를 확인합니다.
3. 네트워크 상태 모니터링: ICMP를 통해 네트워크의 혼잡도나 장애 상태를 진단할 수 있습니다.

ICMP는 IP 프로토콜의 일부분이며, 데이터 전송 경로에서 발생하는 문제를 네트워크 관리자에게 알리는 중요한 역할을 합니다.