IP주소란?
IP 주소(Internet Protocol Address)는 컴퓨터 또는 기타 네트워크 장치가 인터넷 또는 로컬 네트워크에서 식별되고 통신할 수 있도록 하는 고유한 주소이다. IP 주소는 인터넷 프로토콜(IP)의 주요 구성 요소 중 하나이며, 데이터 패킷이 네트워크를 통해 전송될 때 출발지 및 목적지를 지정하는 역할을 한다.
IP주소의 체계
IP주소는 계층적인 구조를 가지고 있다. 일반적으로 IP주소는 네트워크 부분과 호스트 부분으로 구성된다. 이러한 구조는 IP주소를 서브넷마스크와 함께 사용하여 네트워크를 분할하고 관리하는 데 도움을 준다.
IPv4
IPv4(Internet Protocol version 4)는 현재 가장 널리 사용되는 IP주소 체계이다. IPv4는 32비트로 구성되며, 8비트씩 4개의 옥텟으로 표현된다. 각 옥텟은 0부터 255까지의 값을 가질 수 있다. 이로써 IPv4는 2^32개(약 43억개) 개의 고유한 IP주소를 제공한다.
IPv4는 32비트로 구성된 IP 주소 체계이며, 네트워크 식별자와 호스트 식별자로 나뉘어져 있다. IPv4 주소 클래스는 주소 체계를 분류하는데 사용되며, 다음과 같이 5개의 클래스로 나눌 수 있다.
클래스 A
- 첫 번째 비트가 0으로 시작한다.
- 8비트로 네트워크 식별자를 표시하고, 나머지 24비트는 호스트 식별자를 표시한다.
- 네트워크 식별자 범위는 1.0.0.0에서 126.0.0.0까지이며, 호스트 식별자는 16,777,214개의 호스트 주소를 가질 수 있다.
클래스 B
- 첫 번째 비트가 10으로 시작한다.
- 16비트로 네트워크 식별자를 표시하고, 나머지 16비트는 호스트 식별자를 표시한다.
- 네트워크 식별자 범위는 128.0.0.0에서 191.255.0.0까지이며, 호스트 식별자는 65,534개의 호스트 주소를 가질 수 있다.
클래스 C
- 첫 번째 비트가 110으로 시작한다.
- 24비트로 네트워크 식별자를 표시하고, 나머지 8비트는 호스트 식별자를 표시한다.
- 네트워크 식별자 범위는 192.0.0.0에서 223.255.255.0까지이며, 호스트 식별자는 254개의 호스트 주소를 가질 수 있다.
클래스 D
- 첫 번째 비트가 1110으로 시작한다.
- 클래스 D 주소는 멀티캐스트 주소를 표시하는데 사용된다.
- 멀티캐스트 주소는 특정 그룹에 속한 호스트들에게 데이터를 전송하기 위해 사용된다.
클래스 E
- 첫 번째 비트가 1111으로 시작한다.
- 클래스 E 주소는 예약된 주소로, 특정 목적을 위해 사용될 예정이다.
IPv4 주소 클래스는 주소 할당을 위해 사용되었지만, 현재는 클래스리스 주소 지정(CIDR) 방식이 더 널리 사용된다. CIDR 방식은 보다 유연한 주소 할당을 가능하게 하여 IPv4 주소 고갈 문제를 완화하고, 주소 공간을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.
IPv4 주소의 예시:
- 192.168.0.1
- 10.0.0.100
- 172.16.0.255
IPv6
IPv6(Internet Protocol version 6)는 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 개발된 새로운 IP주소 체계이다. IPv6는 128비트로 구성되며, 16비트씩 8개의 그룹으로 표현된다. 각 그룹은 16진수로 표현되며, 콜론(:)을 사용하여 구분된다. IPv6는 2^128개(43억×43억×43억×43억) 개의 고유한 IP주소를 제공하며, 기존의 주소 고갈 문제를 해결하고 미래의 인터넷 사용에 대비한다.
IPv4와 IPv6는 호환되지 않는 주소 체계이기 때문에, IPv4를 IPv6로 직접 변환하는 것은 불가능한다. 그러나 IPv4와 IPv6 사이의 통신을 가능하게 하기 위해 다음과 같은 기술들이 개발되었습니다.
- 캡슐화 (Tunneling): IPv4 패킷을 IPv6 패킷 안에 캡슐화하여 전송하는 방법이다. 예를 들어, IPv4 네트워크에서 IPv6 네트워크로 패킷을 전송할 때, IPv4 패킷을 IPv6 패킷으로 캡슐화하여 전송한다. 대표적인 프로토콜로는 6to4, ISATAP, Teredo 등이 있다.
- 이중 스택 (Dual Stack): 호스트나 라우터에 IPv4와 IPv6 프로토콜 스택을 동시에 구현하는 방법이다. 이중 스택을 사용하면 IPv4와 IPv6 모두에 대한 통신이 가능하게 된다. IPv4 호스트와 IPv6 호스트 간의 통신이 필요한 경우, 호스트는 양쪽 스택을 사용하여 통신을 수행한다.
- NAT64 (Network Address Translation 64): IPv4에서 IPv6로 통신할 때, IPv6 패킷을 IPv4 패킷으로 변환하여 전송하는 방법이다. NAT64 게이트웨이를 사용하여 IPv6 주소를 IPv4 주소로 변환하고, IPv4 네트워크와 통신을 가능하게 한다.
- 프록시 서버: IPv4 클라이언트가 IPv6 서버에 접속해야 할 때, IPv4 클라이언트는 IPv4 프록시 서버를 통해 IPv6 서버와 통신할 수 있다. 프록시 서버는 IPv4와 IPv6 사이에서 패킷을 변환하고 전달하는 역할을 수행한다. 이러한 기술들을 사용하여 IPv4와 IPv6 사이의 통신을 가능하게 하며, IPv6의 보급과 IPv4 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 계속해서 발전하고 있다.
IPv6 주소의 예시:
- 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
- 2002:c0a8:0102:0000:0000:0000:0000:0001
- 2001:0da8:5a03::8a2e:370:7334
MAC 주소
MAC 주소(Media Access Control Address)는 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)에 할당된 고유한 식별자이다. MAC 주소는 48비트로 구성되어 있으며, 16진수로 표현된다. MAC 주소는 물리적인 네트워크 계층에서 사용되며, 각 NIC은 제조사에 의해 고유한 MAC 주소를 가지고 있다.
- MAC 주소는 아래와 같은 형식으로 구성된다.
- 6바이트(48비트)로 표현되며, 16진수로 표기된다.
- 각 바이트(8비트)는 콜론(:) 또는 하이픈(-)으로 구분된다.
- 예를 들어, "00:1A:2B:3C:4D:5E" 또는 "00-1A-2B-3C-4D-5E"와 같은 형식으로 표기된다.
- MAC 주소는 전 세계적으로 고유해야 하므로, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 관리하는 OUI (Organizationally Unique Identifier)에 의해 할당된다. OUI는 MAC 주소의 처음 3바이트를 나타내며, 제조사에 따라 다른 범위의 MAC 주소를 할당한다. 나머지 3바이트는 제조사에서 자유롭게 할당할 수 있다.
MAC 주소는 네트워크 장비들 간의 통신에서 사용되며, 이를 통해 데이터 프레임이 올바른 수신자에게 전달된다. MAC 주소는 라우팅과 관련된 주소가 아니며, 로컬 네트워크에서만 유효한다.
MAC 주소의 예시:
- 00:0a:95:9d:68:16
- 01:23:45:67:89:ab
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