IP 주소 체계 : IPv4와 IPv6

IP 주소 체계

IP 주소는 크게 IPv4와 IPv6로 나뉩니다. IPv4는 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하며, 123.45.67.89 같은 방식으로 IP 주소를 나타냅니다. 반면, IPv6는128비트를 16비트 단위로 콜론(:)을 사용하여 표기합니다. 따라서, IPv6 주소는 2001:db8::ff00:42:8329와 같은 방식으로 표현됩니다.

현재 가장 많이 사용되는 주소 체계는 IPv4이지만, 점차 IPv6로의 이동이 이루어지고 있습니다.

클래스 기반 할당 방식

과거 IP 주소 체계는 A, B, C, D, E 다섯 개의 클래스로 구분하는 클래스 기반 할당 방식을 사용했습니다. 이 방식은 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하여 사용했지만, 사용하는 주소보다 버리는 주소가 많아서 비효율적이었습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 DHCP, IPv6, NAT 등의 기술이 개발되었습니다.

 

클래스 A, B, C는 일대일 통신에 사용되며, 클래스 D는 멀티캐스트 통신에, 클래스 E는 예비용으로 사용됩니다. 예를 들어, 클래스 A의 경우 0.0.0.0부터 127.255.255.255까지의 범위를 가집니다.

IP 주소에서 맨 왼쪽에 있는 비트를 '구분 비트'라고 합니다. 클래스 A는 맨 왼쪽 비트가 0, 클래스 B는 10, 클래스 C는 110입니다. 이를 통해 클래스 간의 IP가 구분됩니다. 클래스 A에서 가질 수 있는 IP 범위는 0.0.0.0~127.255.255.255입니다.

 

또한, 네트워크의 첫 번째 주소는 네트워크 주소로 사용되며, 가장 마지막 주소는 브로드캐스트용 주소로 사용됩니다. 이 주소는 네트워크에 속해 있는 모든 컴퓨터에 데이터를 보낼 때 사용됩니다.

 

예를 들어, 클래스 A로 12.0.0.0이란 네트워크를 부여받았다면, 12.0.0.1~12.255.255.254의 호스트 주소를 부여받게 됩니다. 이때 첫 번째 주소인 12.0.0.0은 네트워크 구분 주소로 사용하면 안 되고, 가장 마지막 주소인 12.255.255.255는 브로드캐스트용으로 남겨두어야 합니다. 그래서 실제로 컴퓨터에 부여할 수 있는 호스트 주소는 12.0.0.1~12.255.255.254 범위 내입니다.

DHCP

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 동적 호스트 설정 프로토콜이라는 뜻으로, 네트워크에 연결된 장치에게 IP 주소와 기타 네트워크 설정을 자동으로 부여하는 프로토콜입니다. 네트워크에 새로운 장치가 연결될 때마다 네트워크 관리자가 수동으로 IP 주소를 설정하고 관리하는 것은 매우 비효율적입니다. 이런 문제를 해결하기 위해 DHCP는 네트워크에 연결된 장치에게 동적으로 IP 주소를 부여하고 관리합니다.

DHCP 서버는 IP 주소 풀이라는 것을 가지고 있으며, 이 풀에서 IP 주소를 가져와 네트워크에 연결된 장치에게 부여합니다. 장치가 네트워크에서 떠나면, 해당 IP 주소는 다시 IP 주소 풀에 반환되어 재사용될 수 있습니다. 따라서 DHCP는 IP 주소 관리를 자동화하여 네트워크 관리를 간편하게 해주며, IP 주소의 효율적인 사용을 가능하게 합니다.

NAT

NAT(Network Address Translation)는 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안, IP 주소 정보를 수정하여 IP 주소를 다른 주소로 매핑하는 방법입니다. 이는 IPv4 주소 체계만으로는 많은 주소들을 모두 감당하지 못하는 단점이 있는데, 이를 해결하기 위해 NAT를 통해 공인 IP와 사설 IP로 나눠서 많은 주소를 처리합니다. NAT를 가능하게 하는 소프트웨어로는 ICS, RRAS, Netfilter 등이 있습니다.

 

위 그림처럼 홍철 팀장과 가영 대리는 192.168.0.xxx를 기반으로 한 각각의 다른 사설 IP를 가지고 있습니다. 이들은 NAT 장치를 통해 하나의 공인 IP인 121.165.151.200으로 외부 인터넷에 요청할 수 있습니다. 이처럼 NAT 장치를 통해 사설 IP를 공인 IP로 변환하거나, 공인 IP를 사설 IP로 변환하는 데 사용됩니다.

공유기와 NAT

NAT의 주요 활용 사례 중 하나는 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하는 것입니다. 예를 들어, 하나의 인터넷 회선을 개통하고 인터넷 공유기를 설치해 여러 PC가 연결하여 사용할 수 있는데, 이는 공유기에 NAT 기능이 탑재되어 있기 때문입니다.

NAT를 이용한 보안

NAT를 이용하면 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있습니다. 이로 인해 내부 네트워크에 대한 일정 수준의 보안이 가능해집니다.

NAT의 단점

NAT의 단점은 여러 명이 동시에 인터넷에 접속하게 되면, 실제로 접속하는 호스트의 숫자에 따라 접속 속도가 느려질 수 있다는 점입니다.

IP 주소를 이용한 위치 정보

IP 주소는 인터넷에서 사용하는 네트워크 주소이기 때문에 이를 통해 동 또는 구까지 위치 추적이 가능합니다. 

 

다음 사이트는 IP 주소를 기반으로 위치를 찾는 사이트입니다.

https://mylocation.co.kr/NotSupport.aspx?type=6