인프라쪽 일을 하면 할수록 네트워크 지식의 중요함을 느끼고 있다
그래서 오늘은 네트워크 기초 중의 기초인 IP와 관련된 내용들을 살펴보자
IP 라는 말은 IT 업계에 종사하지 않아도 한번쯤은 들어봤을 용어다
인터넷을 하다보면 IP 주소, IP 추적 과 같은 표현을 자주 접하게 된다
접속 기록이나 서버 로그에 접속한 사용자의 IP 주소가 남을 수도 있고, GeoIP 같은 개념들을 통해 어떤 나라에서 사용되는지 추정도 가능하다
이런 IP 주소들은 단순히 누가 접속했는지 알려주기 보다는, 네트워크 상에서 통신을 위해 사용되는 주소라고 보면 된다
이번 글은 IPv4 주소를 기반으로 다룬다. 내가 IPv6를 별로 안써봤기 때문이다
IP (Internet Protocol)
위에서 말했듯이 IP 주소는 네트워크에서 사용되는 주소다
서버나 PC, 공유기 같은 장비들은 통신을 위해 IP 주소를 가진다
지금 내 맥북이 인터넷에 나갈때 사용하는 IP 주소이다 - 카페 와이파이 공유기 사용중
curl ifconfig.me위의 명령어를 통해서 쉽게 알아낼 수 있다
xxx.xxx.xxx.xxx 과 같은 형식으로 이루어져 있는 것을 알 수 있다
이 방식이 IPv4 주소이다
4개의 옥텟으로 이루어진 32비트 형식이다
옥텟은 8비트를 말하고, " . " 을 기준으로 4구역으로 나뉘어 총 32비트가 된다
각 옥텟의 비트는 00000000인 0부터 11111111인 255까지 총 256 개의 숫자를 표현할 수 있다
그렇게 4개의 옥텟으로 표현할 수 있는 주소의 개수를 구하면 256 x 256 x 256 x 256 으로 총 4,294,967,296 개의 주소를 표현할 수 있다
대략 43억개의 주소를 나타낼 수 있는 것이다
인터넷이 막 생겨날 시기에는 충분했지만 현재는 인구 수도 폭발적으로 늘어나면서 모바일 기기, IoT 등 인터넷을 사용하는 기기들이 훨씬 늘어나 모든 기기에 공인 IPv4 IP를 하나씩 할당할 수 없어 약 43억개의 주소도 부족하게 되었다
그래서 생긴 개념이 공인 IP 와 사설 IP 이다
하지만 이마저도 부족해 IPv6 라는 새로운 주소 체계가 또 나왔다 -> 이번 글에서는 다루지 않는다
공인 IP와 사설 IP
공인 IP 는 인터넷에서 식별할 수 있는 IP 주소다
위에서 본 현재 나의 맥북 IP 주소인 61.73.98.165도 공인 IP 에 속한다
인터넷 상에서 고유해야 한다. 그래야 어디로 갈 지 찾을 수 있따
사설 IP 는 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소다
총 3개의 대역이 존재한다
10.0.0.0/8 -> 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
172.16.0.0/12 -> 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
192.168.0.0/16 -> 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255
뒤에 있는 슬래시는 CIDR 표기법으로 후술한다
사설 IP는 인터넷에서 직접 접근할 수 없고 회사 내부망, 공유기, 서브넷에서 사용된다
같은 네트워크 대역에서만 사용할 수 있는 주소인 것이다
만들어진 이유는 위에서 썼다시피 부족한 네트워크 주소 때문이라고 볼 수 있다
공인 IP와 다르게 사설 IP는 서로 다른 내부네트워크면 같은 사설 IP 주소를 가질 수 있다
같은 네트워크의 내부망에서 통신하기 위해 사용되는 IP인 것이다
하지만 사설 IP는 그 상태 그대로 밖으로 나갈 수 없다
여러 네트워크 대역에서 사용될 수 있기 떄문에 고유하지 않아 다시 돌아올 길을 찾지 못하기 떄문이다
이는 NAT 라는 기술을 통해 해소한다
내부에서는 사설 IP를 사용하고, 외부 인터넷과 통신할 때는 NAT 라는 기술을 통해 공인 IP 로 변환되어 나간다
NAT (Network Address Translation)
내부 네트워크의 사설 IP 를 공인 IP로 바꿔주는 기술
공유기에서 각 기기에 사설 IP 들을 할당해주고, 해당 기기들에서 인터넷으로 나갈때는 NAT 처리를 통해 같은 공인 IP로 나가게 된다
이렇게 되면 하나의 공인 IP로 여러 개의 기기를 통신시킬 수 있고, 주소를 아낄 수 있다
예시를 간단하게 들어보자
노트북 : 192.168.0.10
스마트폰 : 192.168.0.20
태블릿 : 192.168.0.30
공유기 공인 IP : 61.73.98.165
각 기기들은 서로 다른 사설 IP를 사용하지만, 인터넷으로 나갈때는 공유기의 NAT 처리를 거쳐 같은 공인 IP인 61.73.98.165로 나가게 된다
외부에서는 여러대의 기기가 다른 사설 IP 를 사용한다는 사실을 알 수 없고, 같은 주소에서 요청이 온 것처럼 보인다
그럼 여기서 의문이 하나 생길 수도 있다
외부 서버에서 각 기기들로 응답이 돌아올 때, 다 같은 공인 IP로 돌아올텐데 어떻게 알맞은 기기를 찾아갈까?
해답은 포트다
192.168.0.1:22222 -> 61.73.98.165:30000
이렇게 나간다고 가정하자
그럼 공유기는 이 정보를 NAT 테이블에 저장한다
그리고 40001번 포트로 응답이 돌아오면 NAT 테이블에 있는 정보를 바탕으로 알맞은 기기인 노트북으로 보내게 된다
지금까지 공인 IP, 사설 IP, NAT 에 대해 간단하게 정리해봤다
다음은 서브넷 마스크와 CIDR 이다
서브넷 마스크 / CIDR
IP 주소를 보다 보면 딸랑 IP 주소만 있는 경우보다, 슬래시(/) 뒤에 숫자가 써있는 경우나, 서브넷 마스크 (xxx.xxx.xxx.xxx) 가 있는 경우가 많다
IP : 192.168.0.10
서브넷 마스크 : 255.255.255.0
게이트웨이 : 192.168.0.1
보통 이런 형태로 존재한다
또는 /24 와 같은 CIDR 의 형태도 있다. 서브넷 마스크와 표기법만 다르고 의미는 같다고 보면 된다
서브넷 마스크는 어디까지가 네트워크 영역이고, 어디부터가 호스트 영역인지 구분하기 위한 값이다
네트워크 영역 : 어떤 네트워크에 속해 있는지
호스트 영역 : 해당 네트워크에서 어떤 장비인지
위의 예시의 경우 192.168.0 까지는 네트워크 영역이고, 마지막 자리인 10만 호스트 영역이다
이 IP는 192.168.0.0 네트워크에 속한 10번째 장비라고 보면 된다
이 숫자는 비트 연산으로 계산할 수 있다
글을 더 쓰고 싶지만 덕몽어스를 하러 가야한다
다음 글을 더 열심히 쓰겠다.