[Network] IP & MAC

IP Address

• IP 주소는 네트워크 통신에 있어 각각의 통신 기기(컴퓨터, 노트북, 스마트폰 등)에 할당된 고유 식별 번호이다.
• IP 주소는 각 통신기기마다 고유하게 할당된 것이 아닌 네트워크 관리자 혹은 인터넷 서비스 공급자(ISP)가 제공받기 때문에 경우에 따라 바뀔 수 있다.
• 서브넷 마스크(Subnet Mask)는 IP 주소에서 네트워크 주소, 호스트 주소를 나눠주는 역할을 한다.
• 호스트(개인)들 간의 네트워크 통신은 같은 네트워크 주소/네트워크 대역(국가) 내에서만 이뤄진다.
• 다른 네트워크 대역의 호스트와 연결하는 방법은 라우팅에 관련이 있다.
• 같은 IP 주소라 하더라도 서브넷 마스크가 다르면 IP 주소가 의미하는 바가 완전히 달라지게 된다.

IPv4

• IPv4 주소는 32 비트 주소이다.
• IP 주소는 IPv4 체계를 기준으로 12개의 숫자로 이뤄져있다. 점(.)으로 구분되어진 4개의 그룹(옥텟, Octet)으로 구성되며 각 그룹은 0 ~ 255의 범위를 갖는다.
• 흔히 우리가 사용하는 주소가 IPv4 주소 체계이다.
• 네트워크의 특정 연결에 대한 IP 주소는 RARP(Reverse Address Resolution Protocol)로 검색할 수 있다.

IPv6

• IPv6 주소는 32 비트 16진수로 표시될 수 있는 128 비트 이진 값이다. 콜론(:)은 16비트 16진수 필드의 순서로 항복을 분리한다. 3.4 * 1038개의 IP 주소를 제공한다.
• IPv4 주소 공간의 사용이 불충분한 2단계 주소 구조를 사용하여 IPv4 주소 체계의 결핍을 극복하기 위해 제안되었다. 그러나 서브넷 마스크의 사용으로 주로 사용되지는 않는다.

IPv4 & IPv6

	IPv4	IPv6
주소 구성	수동 및 DHCP 구성 지원	자동 구성 및 번호 다시 매기기 지원
종단 간 연결 무결성	달성하기 어려움	달성 가능
주소 공간	4.29 * 109	3.4 * 1038
보안 기능	응용 프로그램에 따라 다름	IPSEC은 IPv6 프로토콜에 내장
주소 길이	32비트(4바이트)	128비트(16바이트)
주소 표현	십진수	16진수
패킷 흐름 표현	사용 불가	머리글의 흐름 레이블 필드를 사용
체크섬 필드	유효	불가
메시지 전송 방식	브로드캐스팅	멀티캐스팅 및 애니캐스팅
암호화 및 인증	제공되지 않음	제공

 

MAC Address

• 콜론(:)으로 구분된 6개의 부분으로 구성
• MAC 주소는 IP 주소와 마찬가지로 네트워크 통신에서 통신기기의 식별번호를 나타내는 것이다.
• MAC 주소는 외부에서 내부의 사설 아이피로 통신 요청을 할 때 중요한 역할을 한다. 사설 아이피는 외부에서 볼 수 없기 때문에 외부에서는 어떤 사설 아이피가 최종 목적지인지 알 수가 없는데 이때 최종 목적지의 MAC 주소를 알고 있다면 아이피 주소에 구애받지 않고 원하는 목적지까지 도달할 수 있게 된다.
• ARP(Address Resolution Protocol)은 장치의 MAC 주소를 수신하는데 사용되는 프로토콜이다.

IP Address 와 MAC Address 

	MAC	IP
전체 양식	미디어 엑세스 주소	인터넷 프로토콜 주소
목적	인터넷 상의 컴퓨터의 실제 주소를 식별	인터넷에서 컴퓨터의 연결을 식별
비트	48비트 (6바이트) 16진수 주소	IPv4 - 32비트(4바이트) 주소 IPv6 - 128비트(16바이트) 주소
주소	MAC 주소는 NIC 카드 제조업체가 지정	IP주소는 네트워크 관리자 또는 인터넷 서비스 공급자(ISP)가 할당
주소 검색	ARP 프로토콜은 장치의 MAC 주소를 검색	RARP 프로토콜은 장치의 IP 주소를 검색

MAC 주소와 IP 주소의 주요 차이점

• MAC 주소의 전체 형식은 Media Access Control 이지만 IP 주소의 전체 형식은 인터넷 프로토콜 주소이다.
• IP 주소는 네트워크에 있는 장치에 대한 연결을 식별한다. 반면에 MAC 주소는 네트워크에 참여하는 장치를 식별한다.
• MAC 주소는 48 비트(6바이트) 16진수 주소이다. 반면 IP 주소에는 IPv4(32비트 주소)와 IPv6(128비트 주소)의 두 가지 버전이 있다.
• MAC 주소는 인터페이스 하드웨어 제조업체가 지정하고 IP 주소는 네트워크 관리자 혹은 ISP가 할당한다.

IP, MAC 주소가 둘다 필요한 이유?

IP 주소로만 통신하면 안되는 이유

라우팅 기법은 패킷에 포함된 IP Address를 추적하여 최단 경로를 선택해 가게 되어 있다. IP Address는 논리적 주소이기 때문에 이 IP에서 IP에서 IP Address로 목표된 네트워크로 추적해서 패킷을 보낸 뒤 그곳에서 그 IP에 등록된 MAC Address로 주소가 변환되어 그 컴퓨터로 패킷을 전송하게 된다.(IP는 라우팅 주소, 실질적 통신은 X)

MAC 주소로만 통신하면 안되는 이유

특정한 웹 서버를 찾는다고 가정하면, ISP 내의 모든 라우터들은 전세계 모든 MAC 주소를 가지고 있어야 한다. 즉, 하나하나 MAC 주소에 대해 라우팅 해야 한다. 하지만 IP 주소 체계는 변경 가능하고, 라우팅하는데 효과적이다. (MAC 주소는 하드웨어 고유주소, 대부분 변경 X, 라우팅 힘듬)

결론

실질적인 통신은 바꿀 수 없는 하드웨어 주소인 MAC 주소를 통해, 논리적 IP 주소는 라우팅을 하기 위한 주소로써 사용한다.