[네트워크] IP, 서브넷, 라우팅, NAT, ICMP

𝙌. IP주소에 대해서 설명해주세요.

IP는 인터넷에 연결되어 있는 모든 장치들 ( 컴퓨터, 서버 장비, 스마트폰 등)을 식별할 수 있도록

각각의 장비에게 부여되는 고유주소이다.

 

IP주소는 IPv4, IPv6 가지 종류가 있다.

일반적 IP주소라고 하면 IPv4 주소를 말한다.

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𝙌. IPV4와 IPV6는 어떤 차이점이 있을까요?

IPv4 주소는 32비트 이진수로 구성된다.

일반적으로 다음과 같이 8비트 단위로 끊어서 4부분으로 10진수와 . 으로 표기한다.

 

IPv6 주소는 128비트 이진수로 구성된다.

다음과 같이 16비트 단위로 끊어서 8부분으로 16진수와 : 으로 표기한다.

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𝙌. 서브넷과 서브넷 마스크에 대해 설명해주세요.

서브넷은 네트워크의 부분망이다.

그림에서 파란색으로 표시된 3개의 서브넷을 볼 수 있다.

각 서브넷의 각 IP주소의 왼쪽 24비트는 동일함을 볼 수 있다. 위 그림에서 서브넷 마스크는 24이다.

이는 32비트 주소의 왼쪽 24비트가 서브넷 주소라는 것을 가리킨다.

즉 왼쪽 24비트는 네트워크 주소(서브넷 주소) 나머지 8비트는 호스트 주소이다.

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𝙌. 라우팅이 뭘까요?

라우팅이란 패킷을 전송하기 위해 송신측에서 목적지까지의 경로를 설정하고

정해진 경로에 따라 패킷을 전달하는 과정입니다.

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𝙌. Public IP와 Private IP 차이는 뭘까요?

Public IP는 전 세계에서 유일하지만, Private IP는 하나의 네트워크 안에서만 유일하다.

Public IP는 외부, 내부 상관없이 해당 IP에 접속할 수 있으나, 사설 IP는 내부에서만 접근 가능하다.

Public IP 주소는 ICANN이라는 기관이 국가별로 사용할 IP 대역을 관리하고, 
우리나라는 KISA에서 국내 IP 주소들을 관리하고 있다.
이것을 ISP(Internet Service Protocol, KT,LG,SKT)가 부여받고,
우리는 위 회사에 가입을 통해 IP를 제공받아 인터넷을사용하게 된다.

공유기를 사용한 인터넷 접속 환경일 경우 공유기까지는 Public IP를 할당하지만,
공유기에 연결되어 있는 가정이나 회사의 각 네트워크 기기에는 Private IP를 할당한다.
즉, Private IP는 어떤 네트워크 안에서만 내부적으로 사용되는 고유한 주소이다.

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𝙌. 라우팅 프로토콜에 대해서 설명해주세요.

라우팅 프로토콜은 패킷이 목적지까지 가는 방법을 결정하는 프로토콜으로,

 

정적 라우팅 프로토콜은 관리자에 의해 Routing Table이 유지/관리되는 라우터 방법으로

대규모 네트워크에서는 관리가 어렵다.

 

동적 라우팅 프로토콜은 라우팅 프로토콜에 의해 자동으로 라우팅 테이블을 구성하는 라우팅 방법이다.

동적 라우팅 프로토콜은 내부라우팅과 외부라우팅으로 나뉜다.

내부라우팅(IGP)는 같은 AS 내의 라우팅 정보를 교한하는 프로토콜로 

대표적으로 RIP, IGRP, OSPF가 있다.

외부라우팅(EGP)는 다른 AS간의 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜로,

대표적으로 BGP가 있다.

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𝙌. IP는어떻게 할당될까요?

호스트가 IP주소를 할당받는 방법은 두가지가 있다.

 

첫번째로, 수동으로 IP주소를 직접 할당한다.

 

두번째로, DHCP를 사용하여 동적으로 할당받는다.

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)는 새로운 호스트가 도착하면 IP주소를 할당해준다.

위 그림을 참고하며 DHCP 동작과정을 살펴보자.

1. DHCP 서버 발견
   • 새롭게 네트워크에 도착한 호스트는 DHCP에게 발견 메세지를 보낸다.
   • 호스트는 자신이 접속될 네트워크의 IP주소를 알지 못하고, 해당 네트워크의 DHCP 주소도 모른다.
   • 따라서 브로드캐스팅을 통해 DHCP에게 메세지를 보낸다.
2. DHCP 서버 제공
   • DHCP 발견 메세지를 받은 DHCP 서버는 DHCP 제공 메세지를 호스트로 응답한다.
3. DHCP 요청
   • 호스트는 DHCP 제공 메세지에 대해 DHCP 요청 메세지로 응답한다.
4. DHCP ACK
   • 서버는 DHCP 요청 메세지에 대해 요청된 파라미터를 확인하는 DHCP ACK 메세지로 응답한다.

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𝙌. NAT가 뭘까요?

NAT는 Public IP와 Private IP를 변환해주는 기술이다.

위 그림을 보자 IP주소 138.76.29.7을 갖는 라우터(또는 공유기)에 3대의 컴퓨터가 속해있다.

10.0.0.4 라는 사설 IP 주소를 갖는 서브넷에 10.0.0.1, 10.0.0.2, 10.0.0.3 3개의 사설 IP주소를 갖고있는 컴퓨터가 속해있다.

 

사설 IP 10.0.0.1를 갖는 호스트가 IP 128.119.40.186인 웹 서버(포트80)에게 웹 페이지를 요청한다고 가정하자.

1. 호스트는 자신의 IP와 출발지 포트번호 3345와 함께 패킷을 전송한다.
2. NAT 라우터는 패킷을 받아서 패킷에 대한 출발지 포트번호 5001를 생성한다. 인터넷으로 연결되는 라우터 인터페이스 공인 IP 138.76.29.7으로 출발지 IP 주소를 변경하고 새롭게 생성한 출발지 포트번호 5001로 포트번호를 바꾼다.
3. 웹 서버는 NAT 라우터 IP 138.76.29.7 와 5001 포트번호에 대해 응답한다.
4. 패킷이 NAT 라우터에 도착했을때 라우터는 사설망 IP 주소 10.0.0.1 포트번호 3345로 응답 패킷을 보낸다.

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𝙌. ICMP(Internt Control Message Protocol)가 뭘까요?

L3(네트워크 계층) 통신 프로토콜로서,

라우터를 포함한 네트워크 장치가 다른 IP주소와 통신을 할 때

성공 또는 실패를 나타내는 오류 메세지 및 운영정보를 보내는데 사용된다.

 

흔히 사용하는 PING 명령어가 ICMP 프로토콜을 사용하고 있따.