[Network] IP 주소, MAC 주소, ARP, RARP

Network

코냥이 2024. 3. 6. 21:27

본 포스팅에서 언급되지만 설명이 생략된 단어입니다. 😊
- OSI 7계층
- 패킷
- 브로드캐스팅

💡 IP 주소란 ?

IP(Internet Protocol) 주소
: 네트워크 상에서 장비들을 식별하고 통신하기 위해 부여되는 논리적인 주소이다.

IPv4(Internet Protocol Version 4)
- 32비트(bit) 주소 공간을 가지고 있으며, 8bit 씩 점(.)으로 구분하여 10진수로 표현한다.
- IPv4는 흔히 사용되고 있는 IP 주소이다.
- Ex) 192.168.123.123

IPv6(Internet Protocol Version 6)
- IPv4의 주소 고갈, 보안성 등의 문제를 해결하기 위해 만들어진 버전이다.
- 128비트(bit) 주소 공간을 가지고 있으며, 16bit 씩 나누고, 각 16bit 블록은 4자리씩 콜론(:)으로 구분하여 16진수로 표현한다.
- Ex) 2001:0DB8:1000:0000:0000:0000:1111:2222

MAC(Media Access Control) 주소
: OSI 7계층의 데이터 링크 계층(2계층)에서 네트워크 통신을 위해 할당된 물리적인 주소로, LAN 카드, 모뎀, 스마트폰 등 네트워크 상의 모든 장비에 부여되는 고유 번호이다.

MAC 주소는 48비트(bit) 길이의 16진수(Hexadecimal)로 표현된다.
각각의 16진수는 하이픈(-) 혹은 콜론(:)으로 구분지어 표현된다.
- Ex) A1-B2-CC-D4-E5-3E
MAC 주소는 OUI(24bit)와 UAA(24bit)로 구성되어 있다.
- OUI(Organizational Unique Identifier) : IEEE가 제조사에 할당한 제조사 코드
- UAA(Universally Administered Address) : 제조사에서 네트워크 장비에 할당하는 일련 번호

네트워크 통신을 할 때 IP 주소로 목적지를 지정하고, 최종적으로 MAC 주소를 통해 데이터가 전달된다.

IP 주소만으로 통신이 불가능한 이유는 IP 주소는 변경 가능하기 때문에 변하지 않는 고유한 값인 MAC 주소를 통해 정확한 위치를 알아야 한다.

MAC 주소만으로 통신이 불가능한 이유는 통신할 수 있는 모든 장치의 MAC 주소를 등록하는 것에는 한계가 있다.

따라서, 통신을 위해서는 IP 주소와 MAC 주소가 모두 필요하며, MAC 주소를 알아내기 위해서 IP 주소를 활용한 ARP가 사용된다.

ARP(Address Resolution Protocol, 주소 결정 프로토콜)
: IP 주소를 MAC 주소로 매칭하기 위한 프로토콜로, IP 주소를 통해 MAC 주소를 알아낸다.

호스트 B의 MAC 주소가 알고 싶은 호스트 A가 ARP Request 특수 패킷을 브로드캐스팅 한다.
브로드캐스팅으로 인해 모든 호스트가 ARP Request 패킷을 받게 되고, 호스트 B를 제외한 나머지 호스트는 ARP Request 패킷을 무시한다.
ARP Request를 수신한 호스트 B는 ARP Reply 패킷에 자신의 MAC 주소를 담아 호스트 A에게 전달한다.
호스트 B의 IP 주소와 MAC 주소를 모두 알게된 호스트 A는 이제 통신을 시작할 수 있다.

통신을 할 때마다 1번 ~ 4번 과정을 모두 거치게 되면 네트워크 트래픽이 증가하게 된다.
이 점으로 인해 ARP를 사용한 호스트는 가장 최근에 통신한 IP 주소와 MAC 주소 매핑 값을 ARP 캐시에 보관하여 네트워크 부하를 최소화한다.

RARP(Reverse Address Resolution Protocol, 역순 주소 결정 프로토콜)
: ARP와 반대로, MAC 주소를 IP 주소와 매칭하기 위한 프로토콜로, MAC 주소를 통해 IP 주소를 알아낸다.

RARP가 동작하기 위해서는 RARP 기능을 담당하는 서버가 하나 이상 존재해야 한다.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다 🍀

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