[혼자 공부하는 네트워크] 03 네트워크 계층 - IP 주소

안녕, 리뷰어. 나는 뫙대🛠️ 

CS에 대한 개념이 0에 수렴해 공부를 시작합니다. 네트워크 공부는 '혼자 공부하는 네트워크'를 기반으로 합니다. 이번 글에서는 IP 주소에 대해 다룹니다. 글을 읽기 전에 IPv4를 중심으로 살펴봄을 기억하세요.

 

혼자 공부하는 네트워크

『혼자 공부하는 네트워크』는 개발자의 필수 지식인 네트워크를 기본부터 제대로 학습할 수 있도록 돕는 입문서입니다. 다수의 네트워크 전공 서적들을 면밀히 분석하고, 방대한 컴퓨터 네트워크 이론 중에서 핵심 내용만 선별해서 담았습니다. 도서 제목 그대로 혼자 공부하는 초보자를 위해 쉬운 비유와 입문자 맞춤형 예시를 통해 재미있는 학습을 유도하고, 핵심 키워드와 네트워크 계층별 설명으로 쉽게 이해할 수 있도록 했으며, 한눈에 쏙 들어오는 친근한 일러스트를

저자

강민철

출판

한빛미디어

출판일

2024.04.12

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IP 주소

옥텟

점으로 구분된 8비트(0~255 범위의 10진수)

네트워크 주소와 호스트 주소

IP 주소=네트워크 주소+호스트 주소

• 네트워크 주소 i.e. 네트워크 ID, 네트워크 식별자
• 호스트 주소 i.e. 호스트 ID, 호스트 식별자

→ 각 주소를 구분하는 범위는 유동적. 연계. 클래스

공인 IP 주소와 사설 IP 주소

• 공인 IP 주소
  고유한 IP 주소. ISP나 공인 IP 주소 할당 기관을 통해 할당
• 사설 IP 주소
  사설 네트워크에서 사용하기 위한 IP 주소. 라우터를 통해 할당. 다른 네트워크상의 사설 IP 주소와 중복 가능성 有
  
  • 주소 범위
    • 10.0.0.0/8(10.0.0.0-10.255.255.255)
    • 172.16.0.0/12(172.16.0.0-172.31.255.255)
    • 192.168.0.0/16(192.168.0.0-192.168.255.255)
  • NAT: IP 주소 변환 기술 외부 → 네트워크와의 통신을 도움 참조. 전송 계층의 포트

정적 IP 주소와 동적 IP 주소

• 정적 IP 주소
  호스트에 직접 수작업(정적 할당)으로 부여된 IP 주소 → IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이 주소, DNS 주소 입력
• 동적 IP 주소
  호스트에 동적으로 할당된 IP 주소. 대표적인 프로토콜은 응용 계층의 DHCP → 할당받은 IP 주소는 임대 기간 有. 임대 갱신 가능
  • DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 메시지 단계
    
    1. DHCP Discover: 클라이언트 → DHCP 서버
       • 전송 방식: 브로드캐스트
       • 송신지 IP 주소: 0.0.0.0
    2. DHCP Offer: DHCP 서버 → 클라이언트
       • 전송 방식: 브로드캐스트
       • 메시지: IP 주소, 서브넷 마스크, 임대 기간 등
    3. DHCP Request: 클라이언트 → DHCP 서버
       • 전송 방식: 브로드캐스트
    4. DHCP ACK: DHCP 서버 → 클라이언트
       • 전송 방식: 유니캐스트

클래스

네트워크 크기에 따라 IP 주소를 분류하는 기준. 네트워크 주소와 호스트 주소의 할당 고민을 해결하기 위해 생겨난 개념

클래스풀 주소 체계

클래스를 기반으로 IP 주소를 관리하는 주소 체계. 호스트 IP 개수에 따라 네트워크 크기를 가변적으로 조정

단, 호스트 주소가 전부 0(네트워크 주소)이거나 전부 1(브로드캐스트의 수신지 주소) 제외

클래스	초기 비트	네트워크 주소 비트/호스트 주소 비트	할당 가능한 네트워크 수	할당 가능한 호스트 수
A	0	8/24	2⁷(128)	2²⁴(16,777,216)-2
B	10	16/16	2¹⁴(16,384)	2¹⁶(65,536)-2
C	110	24/8	2²¹(2,097,152)	2⁸(256)-2

클래스리스 주소 체계

클래스 개념 없이 네트워크 영역을 나눠 호스트에세 IP 주소 공간을 할당하는 방식. 클래스풀 주소 체계보다 유동적이고 정교하게 구획

• 서브넷 마스크: 네트워크와 호스트를 구분 짓는 비트열. 0은 호스트, 1은 네트워크로 표기
  → 서브네트워크네트워크와 호스트+마스크구분
  
  • CIDR 표기법: IP 주소/서브넷 마스크 내 네트워크(1)의 개수 형식 e.g. 192.168.219.103/24
    → IP 주소 비트AND연산 서브넷 마스크 = 네트워크 주소
• 서브네팅: 서브넷 마스크를 이용해 클래스를 원하는 크기로 더 잘개 쪼개어 사용
  • 비트 AND 연산 사용 참조. CIDR 표기법

ɑ. 예약 주소

이 네트워크의 이 호스트:  0.0.0.0/8

루프백 주소 i.e. 로컬호스트:  127.0.0.0/8

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IP는 비연결형・비신뢰성 프로토콜이다. 패킷의 '빠른' 송수신을 우선하기 때문에 성능을 위해 비연결형・비신뢰성 전송 특성으로 가지고 있다.이 전송 특성을 보완하기 위한 프로토콜로 ICPM(Internet Control Message Protocol)가 있다. ICPM은 어디까지 도우미 역할일 뿐 IP의 신뢰성을 보장하는 것은 아니다.

ICPM

ICPM 메시지 정의 ①타입type: 메시지 유형 ②코드code: 메시지 내용

ICPM 메시지 유형 ①전송 과정 발생 오류 보고 ②네트워크 진단 정보

ICPM 기반 명령어 e.g. traceroute, tracert, ping

 

후기: 이제 어디가서 IP가 뭔지 말할 수 있다.