IP란 무엇일까? - IP의 특징(2)

이번 글은 IP의 특징과 유형, 관련된 것에 대한 글이다.

 

1. 접속의 유형

네트워크 접속을 위해서는 두가지의 접속이 필요하다. 

하나는 네트워크 인터페이스 층에서 이루어지는 물리적인 접속이고,

또 하나는 인터넷층에서 이루어지는 논리적인 접속이다. IP 주소 설정이 이에 해당된다.

우리가 실생활에서 인터넷을 쓸 때 물리적인 접속과 논리적인 접속을 일일이 해주거나 신경쓰지 않는다. 

이는 DHCP등의 기술로 자동으로 IP주소를 설정해주기 때문이다.

 

2. IP의 주소의 유형

IP주소는 이용범위에 따라 공인 IP 주소 (퍼블릭 IP 주소) 와 사설 IP 주소로 나뉜다. 

• 공인 IP 주소

인터넷에서 통신하기 위해서는 공인 IP 주소가 반드시 필요하다. 공인 IP 주소는 중복되지 않게 관리된다.

이 공인 IP 주소는 인터넷 접속 서비스를 계약하면 할당을 받게 된다. 공인 주소는 퍼블릭 주소 또는 글로벌 주소라고도 한다.

• 사설 IP 주소

사내 네트워크 등 사설 네트워크에서 쓰는 IP 주소이다. 공인 IP 주소와는 다르게 다른 네트워크의 사설 주소와 중복된 IP 주소이어도 사설 네트워크 끼리의 통신에는 문제가 없다. 

하지만 사설네트워크와 공인네트워크간 통신에는 문제가 될 수 있는데, 사설네트워크 에서 공인 네트워크로 요청을 보낼때는 통신이 가능하지만, 공인네트워크에서 사설네트워크로의 응답은 불가능 하다. 이때는 IP 패킷이 반드시 폐기되기 때문이다.

 

3. NAT

사설 네트워크에서도 무조건적으로 인터넷에 통신 할 수 있는건 아니다. 그러기 위해선 NAT 로 주소를 변환해야 한다.

NAT 는 Network Address Translation 의 약자이다. 

NAT의 작동방식은 다음과 같다.

1. 사설 네트워크에서 인터넷으로 요청을 전송할 때, 출발지의 IP 주소를 변환한다.
2. 라우터는 나중에 원래대로 IP 주소를 변환할 수 있도록, 변환한 주소의 NAT 테이블에 보존해 둔다. 
3. 요청에 대한 응답이 라우터로 돌아오면 목적지의 IP 주소를 변환한다. 응답일 경우에는 목적지의 IP주소가 출발지가 되기 때문이다. 이때 NAT 테이블에 보존해둔 주소를 이용한다.

 

4. IP의 특징

IP는 헤더를 붙여 패킷으로 만든 후 네트워크상에 내보낸다. 하지만 그뿐이다. 잘 전달이 되었는지 확인하지 않는다. 

데이터가 목적지에 잘 갔다면 응답이 오겠지만, 만약에 잘못 갔다면? 응답도 못받고 왜 못받은지도 모른다. IP 데이터 전송의 특징을 최선형 이라고도 한다. 최선형이라는 것은 '나는 데이터를 보내는데 최선을 다할뿐, 안되도 내탓은 마라' 라는 것이다. 그래서 IP에 의한 통신이 제대로 이루어졌는지 확인하는 기능을 갖춘 프로토콜이 개발되었는데, 그 프로토콜이 ICMP라는 것이다. 

 

5. ICMP

ICMP는 Internet Control Message Protocol 의 약자이다. ICMP는 두가지 기능을 가지고 있다.

• 에러리포트

IP 패킷이 어떤 이유로든 폐기가 되었다면, IP패킷을 폐기한 기계는 IP패킷을 보낸 기계한테 에러리포트를 보낸다. 

이 에러리포트를 '도달불능 메세지'라고 한다. 

• 진단기능

IP의 통신이 가능한지를 확인하는 기능으로, 진단을 위한 명령어 ping 커맨드도 ICMP의 에코 요청/응답 메세지를 상대 기계한테 보내는 명령이다. ping으로 에코에 대한 응답이 돌아오면 Ip 주소와 통신할 수 있다는 걸 진단할 수 있다.

 

6. ARP

ARP는 Address Resoulstion Protocol의 약자이다. 약자에서 볼 수 있듯 프로토콜의 일종이다. 우선 MAC을 알아야 하는데 MAC은 여기서 다루고 싶지 않은 내용이므로 아주 간단히 설명을 한다면, 인터페이스 기기의 주소라고 생각하자.

TCP/IP에서는 IP 주소를 지정하여 데이터를 전송한다. 이때 전송을 하기위해 식별하는 목적지의 주소는 MAC의 주소로 식별한다. IP주소와 MAC주소를 대응시키는 존재도 필요한데, 그 존재가 바로 ARP이다. 

이더넷 헤더에서는 목적지 MAC 주소를 지정해야만 한다. 이때 목적지의 IP에 대응하는 MAC 주소를 구하기 위해 ARP를 사용한다. IP 주소와 MAC주소를 대응시키는 것을 가르켜 '주소 해석'이라고 한다. 

 

ARP가 주소 해석을 하는 범위는 같은 네트워크의 내의 IP주소이다. ARP의 작동 흐름은 이렇다.

1. ARP 요청으로 IP주소에 대응하는 MAC 주소를 검색한다.
2. 검색한 IP 주소를 가진 호스트가 ARP 응답으로 MAC 주소를 알려준다.
3. 주소해석하여 IP 주소와 MAC 주소의 대응정보를 ARP 캐시에 보존한다. 

 

 

참고자료

그림으로 배우는 네트워크 원리