[Network #7] 인터넷 계층

이번 포스트에서는 인터넷 계층에 대해 공부한 내용을 정리했다!

IP 주소란?

• 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소로, 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성된다.
• 네트워크 부분과 호스트 부분의 길이에 따라 A 클래스에서 E 클래스까지 5단계로 분류되며, 일반적으로 C 클래스까지 사용된다.
  
  

IPv4와 IPv6의 차이는?

• IPv6은 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발되었고, 숫자로 16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성된다.
• 표기법도 다른데, IPv4는 IP주소만 표기하는 반면, IPv6는 'IP주소/서브넷마스크 길이(네트워크 부분 비트 수)'의 형태로 표기한다.

그 외에 IPv6의 특징은

• IPSec이 내장되어있어, 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 지원으로 보안 문제를 해결할 수 있다.
• IPv4 헤더에 비해 헤더 구조가 훨씬 단순하여, IPv4에 비해 전송 속도가 빠르다.
• IPv4는 체크섬이 있지만, IPv6는 체크섬이 없다.

IPv4의 부족한 주소체계를 해결할 수 있는 기술은 여러가지가 있는데, 대표적인 것이 서브넷과 ICMP다.

 

서브넷과 서브넷 마스크

• 서브넷은 IPv4 처럼 주소를 클래스로 나누지 않고, 서브넷 마스크를 중심으로 어디까지 네트워크 주소이고 어디까지가 호스트 주소인지를 나눈다.
• 서브넷은 쪼개진 네트워크를 의미한다.
• 서브넷 마스크는 서브넷을 위한 비트마스크를 의미하며, 네트워크 주소 부분은 1, 호스트 주소 부분은 0으로 설정해서 나눈다.
  
  

ICMP(인터넷 제어 메시지 프로토콜)

IP와 조합하여 통신중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할을 하며, 헤더는 8 Byte로 구성된다.

 

라우팅

라우팅이란, 네트워크에서 데이터(패킷)를 보낼 때 최적의 경로를 선택하는 과정이며, 라우터가 수행한다.

 

라우팅 프로토콜

• 라우터끼리 자신들의 정보를 교환하며 패킷이 이동할 최적의 경로를 찾기 위한 프로토콜이다.
• RIP(거리 벡터 기반), OSPF(링크 상태 기반) 등의 내부 라우팅 프로토콜과 BGP(Border Gateway Protocol) 등의 외부 라우팅 프로토콜 등이 있다.
  
  

IP 주소가 할당되는 방법

동적 할당과 정적 할당 2가지 방법이 있다.

 

정적 할당

정적 할당은 IP 주소를 수동으로 설정하는 방법으로, IP 주소를 고정적으로 사용하고 싶을 때 유용하다.

동적 할당

동적 할당은 IP 주소를 자동으로 설정하는 방법으로, DHCP라는 프로토콜을 사용한다. 또한, IP 주소를 유동적으로 사용하고 싶을 때 유용하다.

 

DHCP란 네트워크에 연결된 장치에게 IP 주소와 관련된 정보를 제공하는 프로토콜로, DHCP 서버는 네트워크에 연결된 장치들에게 IP 주소를 할당하고 관리하는 역할을 한다. DHCP 서버는 일반적으로 공유기나 라우터에 내장되어 있다.

 

DHCP 서버는 네트워크에 접속하는 장치들과 4단계의 과정을 통해 통신합니다.

1. Discover
   장치가 부팅되면서 네트워크에 접속하면 IP 주소가 필요하다는 메시지를 전송한다.
2. Offer
   DHCP 서버가 장치에게 사용 가능한 IP 주소와 관련된 정보를 제안하는 메시지를 전송한다.
3. Request
   장치가 DHCP 서버가 제안한 IP 주소와 관련된 정보를 수락하겠다는 메시지를 전송한다.
4. Acknowledge
   DHCP 서버가 장치에게 IP 주소와 관련된 정보를 확정하고 확인하는 메시지를 전송한다.

 

Public IP와 Private IP의 차이

Public IP는 인터넷 사용자의 로컬 네트워크를 식별하기 위해 ISP가 제공하는 IP 주소로, 외부에 공개되는 IP 주소이다.

또, 전세계에서 유일한 IP 주소를 가지며, 모든 인터넷 사용자가 접근 가능하다.

 

Private IP는 내부 네트워크에서 라우터나 스위치를 통해 할당된 IP 주소이다. IPv4의 주소부족으로 인해 서브넷팅된 IP이므로 라우터에 의해 로컬 네트워크상의 PC나 장치에 할당된다. 따라서 인터넷에서 직접 Private IP에 접근할 수 없다.

 

NAT란?

• NAT(Network Address Translation)는 패킷이 트래픽 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP 주소를 변경, IP 주소를 다른 IP 주소로 매핑하는 방법이다.
• NAT을 통해 내부 네트워크 IP(Private IP)가 노출되지 않는다는 점 등이 장점이다.

Reference

[네트워크] IP가 할당되는 방법