참고
IPv4 주소의 부족
NOTE
IPv4 주소 체계에서 사용할 수 있는 IP주소는 약 43억개다. 인터넷이 널리 보급되면서 컴퓨터와 라우터가 급속히 늘어나고 IP수가 점점 부족해지기 시작했다.
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필요한 곳에 필요한 떄에 필요한 수만큼 고유한 IP 주소를 할당하기 시작한다.
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ex) 서버는 24시간 내내 IP가 필요하지만, 클라이언트는 요청의 순간만 IP가 필요하다.
공인 IP주소, 사설 IP주소
NOTE
인터넷에서 사용하는 IP ⇒ 공인 IP 주소
인터넷과 독립적인 사설 네트워크 IP ⇒ 사설 IP 주소
사설 네트워크는 인터넷하고는 연결이 안된다.
클래스별 사설 IP가 사용가능한 범위
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공인 IP주소는 인터넷에 접속하는 호스트에 유일하고 고유하게 할당되어야 하기에 사설 IP주소와 명확히 구별되어야 한다.
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사설 IP주소로 사용 가능한 번호는 클래스별로 정해져 있다.
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사설 네트워크를 만드는 경우, 사설 IP 주소로 사용 가능한 범위 내에서 선택가능
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사설 IP주소와 공인 IP주소를 변환하는 NAT의 기술개발로 사설 IP주소를 할당한 네트워크 역시 공인IP와 통신이 가능해졌다.
NAT(Network Address Transliation)
NOTE
주소가 고갈된 IPv4를 위해 태어난 기술로, 사설 IP주소 - 공인 IP주소 간 변환을 해 사설 네트워크에서 인터넷으로 통신이 가능하게 해준다!
주소를 변환하는 NAT
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사설 IP 주소가 설정된 컴퓨터가 인터넷과 통신하고 싶은 경우에는 NAT 기술이 구현된 라우터를 연결하여 통신하면 된다.
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이때 라우터는 사설 네트워크 → 인터넷으로 들어가는 일종의 게이트웨이 역할을 한다
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게이트웨이 ⇒ 호스트의 패킷이 외부 네트워크로 나갈 때나, 들어올 때 꼭 거쳐야하는 입구
이러한 구조로 진행이된다.
192.168.xx.xx의 사설 IP주소를 인터넷에 연결하려고 하는과정
1.
클라이언트 1은 서버에게 서비스를 요청하는 내용의 IP 패킷을 만들어 전송한다.
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송신지 수소 ⇒ 사설 IP
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수신지 주소 ⇒ 공인 IP
2.
클라이언트 1이 전송한 IP 패킷이 NAT 라우터에 도착하면서 사설 IP → 공인 IP 주소로 변환한다.
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192.168.24.2 → 202.244.73.3 으로 변경됨
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NAT 라우터가 IP헤더의 변경된 패킷을 인터넷으로 전송한다.
3.
서버에 도착한 IP 패킷에 응답하여 서버가 클라이언트 1로 IP 패킷을 보낼 떄는 공인 IP → 사설 IP 주소로 변환하는 과정을 거친다.
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서버는 공인 IP 주소 202.244.73.3을 그대로 전송한다.
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패킷이 NAT 라우터에 도착하면, NAT 테이블을 이용해 공인 IP → 사설 IP로 변경한다 (192.168.24.2)로 변환
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인터넷에 있는 서버 입장에서는 사설 네트워크의 존재를 모른다.
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NAT 라우터로 통신하기 때문이며, NAT 라우터가 사실상 하나의 공인 IP를 가지는 호스트 역할을 하기 때문이다.
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이러한 NAT의 기술덕분에 하나의 공인 IP 주소로 사설 네트워크에 있는 여러 대의 호스트들을 묶을 수 있게된다!
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공인 IP 주소로 할당할 수 있는 IP 주소가 이미 고갈되었기 때문에 현재는 사설 IP + NAT을 조합하여 사용하는 것이 일반적이다.
고정 IP와 유동 IP
NOTE
NAT 라우터가 변환할 때 사용하는 공인 IP 주소는 어떻게 할당되는가?
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고정 IP (서버)
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호스트에 IP주소를 부여할 때 고정적으로 하나의 번호를 할당해 지속적으로 사용하는 방식
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한 번 할당받은 번호를 반납하기 전까지는 계속 그 주소를 사용한다.
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유동 IP (클라이언트와 같은 호스트)
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인터넷에 접속할 때 마다 별도로 IP 주소를 부여받는 방식이다.
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호스트보다 적은 수의 IP 주소로 운영이 가능하다. (인터넷에 접속하는 호스트에게 IP주소를 할당하고, 끝나면 반납한다.)
ISP와 공인 IP주소의 할당
지금은 ISP가 그냥 주소할당 해준다.
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인터넷이 보급된 초기에는 사용자가 IP 주소 관리기관(NIC)에 직접 IP 주소 신청을 해서 공인 IP주소를 취득해야 했다.
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그러나 인터넷이 상용화 되고, 사용자가 ISP(인터넷 서비스 제공자)를 사용하면서 ISP에서 공인 IP주소를 할당하고 부여하고 있다.
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ISP가 IP 주소 관리기관으로부터 할당받은 공인 IP 주소를 인터넷 사용자에게 분배한다.
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사용자가 서버용으로 고정 IP를 신청하지 않는 이상 ISP는 인터넷 서비스 사용자에게 유동 IP를 할당한다.
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집이나 사무실에서는 ISP의 라우터를 보통 가정용 라우터인 인터넷 공유기와 연결하고 접속한다.
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인터넷 공유기로 연결된 컴퓨터들이 바로 사설 네트워크이며, 인터넷 공유기로 연결된 컴퓨터들은 인터넷 공유기의 IP 자동 설정 기능에 의해 192.168.xx.xx의 IP주소가 할당된다.
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공유기는 DHCP 서버 기능(Dynamic Host Configuration protocol)을 가지고 있어 가능한것이다. (새로운 컴퓨터를 연결하면 바로 새로운 사설 IP가 할당됨)
공인 IP주소를 할당받은 임대 시작 날짜를 확인할 수 있다!
IPv6
NOTE
IPv6는 128비트를 사용하기 때문에 2의 128승 개의 주소를 할당할 수 있다!
16비트씩 8그룹으로 나누어서 16진수로 변환한다.
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IP 주소 공간 확장뿐만 아니라, IPv4의 단점을 보완하여 클래스와 사설 IP 주소 및 NAT을 사용하지 않고 모든 호스트에 자동으로 공인 IP를 할당하여 간단하게 주소 설정이 가능하다.
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하지만 IPv4와 IPv6는 호환되지 않아 서로 IP 패킷을 전달할 수 없어서 전환되는데는 오래걸릴거라고 예상하고 있다.