IP, IP 주소, 클래스 분류 확실하게 짚고 넘어가자

| IP, IP 주소

IP는 Internet Protocol의 약자로 기기간 네트워크 통신을 할 때 쓰는 프로토콜입니다. 쉽게 말하면 인터넷 검색이나 게임을 할 때나 온라인 쇼핑을 할 때 컴퓨터 기기 간에 통신하는 방식이죠. 

그리고 IP 프로토콜에서 IP 기기의 주소를 나타내는 것이 바로 IP 주소입니다. 흔히 우리가 IP 좀 알려달라고 말할 때 쓰는 IP는 이 IP 주소를 의미합니다.

우체국 배달원이 편지를 배달하고 있습니다. 이 우체국 배달원이 편지를 배달하기 위해 필요한 정보는 당연한 말이지만 배달지 주소입니다. 이 배달지 주소의 정보를 정확히 알고 있어야지 우편을 배달할 수 있죠.

IP 주소는 이 배달지 주소의 역할을 합니다. 호스트( 컴퓨터라 보면 됨 )가 보내는 데이터를 정확히 다른 기기에 전달하기 위해서는 이 IP 주소가 필요하죠. 즉 IP주소의 사용이유는 각각의 Host들을 구분하여 컴퓨터가 주고받는 데이터를 정확하게 수신,송신하기 위함입니다.

IP주소는 IPv4와 IPv6 체계로 나뉘어집니다. IPv4는 3자리 숫자가 4마디로 표기되는 방식이고 이 각 마디를 옥텟(octet)이라 부릅니다. 따라서 총 표기되는 숫자는 12개가 되죠. 

<IPv4 주소 체계, 출처 : http://it.donga.com/21854/>

위 주소 체계는 내부적으로 32비트로 처리됩니다. 123.123.123.123을 예로 들면 1111011.1111011.1111011.1111011 로 표시되죠 

하지만 이 주소체계는 인터넷이 초기 예상과는 달리 어마어마하게 거대해지면서 주소고갈 문제로 번지게 됩니다. IP주소 체계로는 한 옥탯당 256개의 수를 나타낼 수 있고 이것을 기반으로 전체 할당할 수 있는 IP 개수를 따지면 4,294,967,296 약 42억개 정도의 IP를 컴퓨터에게 할당할 수 있습니다. 충분히 큰 수이지만 지금과 같이 어마어마하게 커진 인터넷 환경에서 각 PC에게 IPv4 주소체계만으로 IP주소를 할당하는 것이 점점 어려워집니다. 그리고 현재 2011년 2월 5일 기준, 공인 아이피 주소는 모두 고갈된 상태죠!

그래서 나온 것이 새로운 주소 체계 IPv6입니다. IPv4가 32개의 이진수로 처리하던 것을 128개의 이진수(128비트)로 처리하게 된 것이죠. 이 주소 체계를 이용하면 2의 128제곱인 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 라는 어마어마한 수로 IP를 할당할 수 있게 됩니다. 그리고 이 IPv6는 모바일 IP를 포함하므로 현대에 기존의 컴퓨터 기계뿐만이 아닌 모바일 기기에도 IP를 할당할 수 있습니다.

2001:0db8:0dad:0010:0000:0000:0000:0100

<IPv6 주소 체계>

| IPv4 클래스 분류

IP 주소는 대역에 따라 A, B, C, D, E 등의 클래스로 나누어질 수 있습니다. 이 클래스들을 구분함으로서 클래스 내에 Network ID와 Host ID를 구분하게 됩니다.

<IPv4 클래스 분류>

클래스 A는 대규모 네트워크 환경에 쓰이며, IP 주소 4마디 중 첫 번째 마디의 숫자가 0~127(약 1600만 개 IP 주소 사용 가능)까지 사용됩니다. 클래스 B는 중규모 네트워크 환경용으로 128~191(약 6만 5천개 IP 주소 사용 가능)까지, 클래스 C는 소규모 네트워크 환경에 적용되는 것으로 192~223(254개 IP 주소 사용 가능)까지 사용됩니다. 실제 사용되는 것은 A,B,C까지고 나머지 D 클래스는 멀티캐스트용 E는 연구/개발용 IP주소 혹은 미래에 사용하기 위해 남겨놓은 것으로 일반적인 용도로 사용되지 않습니다. 

또한 각 클래스 안에서 IP는 Network ID와 Host ID로 구분할 수 있습니다. 다음 표와 같이요.

<Class 내의 Network, Host ID 구분, 출처:http://korean-daeddo.blogspot.com/2015/12/ip.html>

| 사용 범위에 따른 구분: 공인 IP 주소, 가상 IP 주소

사용 범위에 따라서 IP 주소는 공인 IP 주소, 가상 IP 주소로 나눌 수 있습니다.

공인 IP주소는 공인기관에서 인증한 공개형 IP주소입니다. 위에서 말한 우체국 배달원이 우편을 배달하기 위해 알아야 하는 주소인 셈이죠. 공인 IP주소는 외부에 공개되어 있어 이 IP주소를 통해 호스트 간 직접적으로 통신할 수 있게됩니다. 따라서 공인 IP주소를 사용하려면 보안 장비가 반드시 필요하게 됩니다. 

가상 IP 주소는 외부에 공개되지 않은 패쇄형 IP 주소입니다. 이 IP주소만 가지고는 외부에서 직접적으로 통신할 수가 없죠. 이 IP주소는 주소 대역이 3개로 고정되어 있습니다. 예로 들어 192.168.xxx.xxx, 172.10.xxx.xxx, 10.xxx.xxx.xxx 하는 식으로 말이죠. 가상 IP주소는 인터넷 유무선 공유기를 사용할 때 흔히 접하게 됩니다. 왜냐하면 하나의 공인 IP주소를 공유하여 여러 대의 컴퓨터가 인터넷에 접속하게 하려면 가상 IP 주소가 필요하기 때문입니다.

<가상 네트워크 망, 출처:http://it.donga.com/21854/>

위 그림을 예로 들면 공유기가 123.123.123.123 공인 IP주소를 쓰고 있고, 이후 공유기를 통해 연결되는 컴퓨터나 노트북들은 공유기가 제공하는 가상 IP주소인 192.168.xxx.xxx인 IP를 가지고 네트워크에 접속하는 방식입니다. 이러한 가상IP를 사용하는 이유는 IP주소를 공유하여 IPv4 체계의 IP 리소스 문제를 해결함과 동시에 보안 이슈도 해결할 수 있기 때문이죠.

| 할당 방식에 따른 구분: 고정 IP 주소, 유동 IP 주소

할당 방식에 따라서 고정 IP주소와 유동 IP주소로 구분됩니다. 고정 IP 주소는 컴퓨터에서 명시적으로 IP주소를 설정하여 사용하겠다는 의미입니다. 따라서 공인 IP주소든 가상 IP주소든 상관없이 이 컴퓨터에 쓰이는 고정 IP주소를 할당해 줘야합니다. 공인 IP라면 인터넷 서비스 업체가 할당, 가상 IP 주소면 인터넷 공유기가 이 역할을 하게 됩니다. 

유동 IP 주소는 IP 주소를 할당하는 특정 서버가 보내 주는 IP 주소 그대로 컴퓨터에 자동 설정되는 방식입니다. 이 방식을 'DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)' 서비스라 합니다. 컴퓨터가 부팅되면 DHCP 서버에 IP 주소 할당을 요청하고, 이를 수신한 DHCP 서버가 해당 컴퓨터에 IP 주소 등의 네트워크 정보를 전달하면 컴퓨터에서는 이를 자동으로 등록, 설정하게 되는 방식이죠. 특히 이 방식은 컴퓨터가 많은 환경에서는 간편하고 유용합니다. 참고로 인터넷 공유기는 가상 IP 주소를 생성(NAT 서비스)하여 각 컴퓨터 등에게 자동 할당(DHCP 서비스)하는 역할을 동시에 수행합니다.

<DHCP 매커니즘, 출처:http://it.donga.com/21854/>

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참고자료 : http://it.donga.com/21854/

  http://korean-daeddo.blogspot.com/2015/12/ip.html