[Study] 네트워크 스터디 5회차 : IP
이 포스팅은 예상 질문과 그에 대한 제 답변으로, 오류가 있다면 알려주세요!
IP
질문과 답변
IP주소에 대해서 설명해주세요.
IP 주소는 인터넷 프로토콜 주소를 의미하며, 컴퓨터 네트워크에서 서로 다른 장치들이 서로를 인식하고 통신할 수 있게 해줍니다. 이 주소는 전 세계적으로 고유하며, IPv4와 IPv6 두 가지 주소 체계가 있습니다.
IPv4 주소는 8비트씩 4블록, 총 32비트로 이루어져 있고 따라서 2^32 = 약 42억개의 주소를 만들 수 있습니다.
IPv6 주소는 16비트씩 8블록, 총 128비트로 이루어져 있습니다. 따라서 최대 1조개 이상(2^128)의 주소를 만들 수 있습니다.
한 개의 IP 주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나눌 수 있습니다.
네트워크 ID는 네트워크를 구분하여 주는 ID입니다. 네트워크 ID가 같다는 의미는 같은 네트워크 상에 있다는 의미로, 같은 네트워크 상에 있다면 서로 자유롭게 통신을 할 수 있습니다. 호스트 ID는 해당 네트워크에 속한 사용자에게 부여하는 고유의 번호입니다.
IPV4와 IPV6는 어떤 차이점이 있을까요?
IPv4와 IPv6의 차이점은 주소 체계의 크기와 구조입니다. IPv4는 32비트 주소 체계이며, 주소가 고갈되어 있어 대부분의 인터넷 사용자가 동적으로 할당받습니다.
반면에 IPv6는 128비트 주소 체계로, 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 도입되었습니다.
즉, IPv6는 IPv4에 비해 더 많은 주소를 지원하며, 또한 서비스에 따라 각기 다른 대역폭을 확보할 수 있도록 지원, 일정한 수준의 서비스 품질(QoS)을 요구하는 실시간 서비스를 더욱 쉽게 제공할 수 있고 인증, 데이터 무결성, 데이터 기밀성을 지원하도록 보안기능이 강화되었습니다.
또 인터넷 주소를 기존의 A, B, C, D, E의 클래스별 할당이 아닌 유니캐스트, 애니캐스트, 멀티캐스트 형태의 유형으로 할당하기 때문에 할당된 주소의 낭비 요인이 사라지고 더욱 간단하게 주소를 자동 설정할 수 있습니다.
서브넷과 서브넷 마스크에 대해 설명해주세요.
서브넷(Subnet)은 IP 주소를 일정한 규칙에 따라 분할하는 것을 말합니다. 대규모 네트워크에서 서브넷은 전체 IP 주소 공간을 더 작은 블록으로 분할하여 네트워크 관리를 더 쉽게 할 수 있도록 합니다.
서브넷 마스크(Subnet Mask)는 서브넷의 범위를 지정하는데 사용되는 32비트 값입니다. 서브넷 마스크를 통해 IP 주소와 비트 단위 AND 연산을 수행하여 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 식별합니다.
라우팅이 뭘까요?
라우팅(Routing)은 여러 개의 네트워크가 상호 연결된 인터넷에서 데이터 패킷을 목적지까지 전송하기 위해 경로를 결정하고 전달하는 과정입니다. 데이터 패킷은 보내는 컴퓨터에서 목적지 컴퓨터까지 여러 개의 라우터를 거쳐 전달되는데 이때 라우터들은 패킷을 전달할 경로를 결정하고, 패킷을 해당 경로를 통해 전달합니다. 이러한 라우팅 과정은 여러 가지 라우팅 프로토콜을 통해 수행됩니다. 라우터들은 자신이 알고 있는 라우팅 테이블을 참고하여, 패킷을 최적의 경로로 전달하게 됩니다.
Public IP와 Private IP 차이는 뭘까요?
공인 IP와 사설 IP의 차이점은 다음과 같습니다.
공인 IP는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에서 할당하는 고유한 IP 주소로, 인터넷 상에서 공개되어 있으며 다른 컴퓨터에서 접속 가능합니다.
사설 IP는 내부에서만 사용할 수 있는 IP로, 외부의 IP 주소와 중복이 되어도 무관하므로 여러 개의 컴퓨터를 구성할 수 있습니다. 단, 사설 IP로 사용할 수 있는 대역은 한정되어 있습니다. 또한 ‘Private’ IP이기에 외부로부터의 접속을 차단할 수도 있습니다.
- 외부에서 사설 IP에 접근이 필요할 때는 포트포워딩을 통합니다. 공유기의 특정 포트로 들어온 접속을 사설 IP의 특정 포트로 전달하는 방식입니다.
반면, 공인 IP는 인터넷에서 유일한 IP 주소를 갖고 있어 인터넷 상에서 직접 접속이 가능하며, 인터넷에 연결된 다른 컴퓨터나 서버와 통신할 수 있습니다.
라우팅 프로토콜에 대해서 설명해주세요.
라우팅 프로토콜은 데이터가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 효율적으로 전송될 수 있는 최적 경로를 결정하기 위해 사용됩니다.
동적 라우팅(Dynamic Routing)은 변화하는 상황에 맞추어 라우터가 경로를 재설정하는 방식이며, 정적 라우팅(Static Routing)은 주로 사람이 수동으로 미리 경로를 지정하는 방식입니다.
동적 라우팅 프로토콜은 내부 게이트웨이 프로토콜(IGP)과 외부 게이트웨이 프로토콜(EGP)으로 나뉘는데. IGP는 AS 내에서 사용되며, RIP, IGRP, OSPF 등이 있습니다. 이는 다시 라우팅 테이블 관리 방식에 따라 거리 벡터 알고리즘(RIP, IGRP), 최소링크비용 알고리즘(OSPF)으로 나뉩니다.
거리 벡터 알고리즘 (Distance Vector Algorithm): 라우팅 테이블에 목적지까지 가는데 필요한 거리와 방향만을 기록 (인접 라우터)
최소 거리 비용 (Link State Algorithm): 라우터가 목적지까지 가는 경로를 SPF(Shortest Path First) 알고리즘을 통해 모든 라우팅 테이블에 기록 (모든 라우터)
EGP는 서로 다른 AS 간에 데이터를 라우팅하는 데 사용되며, BGP, EGP 등이 있습니다.
IP는 어떻게 할당될까요?
IP 주소는 공개적으로 할당되는 공용 IP 주소와 사설 네트워크에서 사용되는 사설 IP 주소로 나뉩니다. 공용 IP 주소는 인터넷 서비스 제공자(ISP)에 의해 할당되며 인터넷에서 공개적으로 사용됩니다. 반면, 사설 IP 주소는 일반적으로 가정이나 회사에서 사용하는 사설 네트워크에서만 사용됩니다.
IP 주소 할당은 일반적으로 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사용하여 자동화됩니다. DHCP 서버는 네트워크에 연결된 장치에게 자동으로 IP 주소를 할당하고 다른 네트워크 설정도 제공합니다.
IP 주소는 네트워크에서 효율적인 통신을 위해 중요합니다. 주소가 중복되거나 잘못 할당될 경우 네트워크 충돌이 발생하고 통신이 원활하지 않을 수 있습니다. 따라서 IP 주소를 할당할 때는 신중하게 고려해야 합니다.
NAT가 뭘까요?
NAT는 Network Address Translation의 약자로, 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간의 변환을 수행하는 기술입니다.
사설 네트워크는 인터넷과 연결되기 위해서는 공인 IP 주소를 사용해야 하지만, 사설 IP 주소는 인터넷에서 공인 IP 주소로 직접 연결되지 않습니다. 따라서 NAT를 사용하여 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 인터넷에 연결할 수 있습니다. 이렇게 하면 하나의 공인 IP 주소로 여러 대의 컴퓨터가 인터넷에 접속할 수 있으며, 보안도 강화됩니다.
NAT는 라우터나 방화벽 등에서 사용되며, 대부분의 가정이나 소규모 기업에서 널리 사용됩니다.
ICMP가 뭘까요?
ICMP(Internet Control Message Protocol)란 인터넷 프로토콜 스위트(IP 스위트)의 하위 프로토콜 중 하나로, 네트워크 장비에서 발생한 오류나 문제점 등을 발견하고 보고하기 위한 제어 메시지를 전송하는 프로토콜입니다.
ICMP는 네트워크 계층에 속하여 IP 패킷이 전송되는 과정에서 발생하는 오류나 문제점을 확인하고, IP 프로토콜을 이용해 다른 라우터나 호스트에게 이를 알리는 역할을 합니다. 단, 종단간 데이터 수송은 지원하지 않습니다.
ICMP 메시지는 네트워크 문제를 진단하고 해결하기 위한 중요한 정보를 제공합니다. ICMP의 예로는 ‘ping’ 메시지가 있습니다.
