IP 주소, MAC 주소, ARP, RARP의 차이점과 실무에서의 활용

컴퓨터 네트워크에서 IP 주소, MAC 주소, ARP, RARP는 매우 중요한 개념으로, 네트워크 통신을 이해하고 설계하는 데 필수적인 요소들입니다. 이 글에서는 각 개념에 대해 상세히 설명하고, 실무에서 어떻게 사용되는지, 면접 대비를 위한 실무적 설명까지 다루겠습니다.

IP주소와 MAC 주소

1. IP 주소의 개념 및 실무에서의 활용

IP 주소의 정의

IP 주소(Internet Protocol Address)는 인터넷 상에서 컴퓨터나 네트워크 장비를 구별하기 위해 할당되는 고유한 주소입니다. 이는 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 송수신할 때 대상 장비를 식별하는 데 사용됩니다. IP 주소는 네트워크와 호스트로 나눠져 있으며, 크게 두 가지 버전이 존재합니다: IPv4와 IPv6입니다.

IPv4와 IPv6

• IPv4: 32비트 주소 체계를 사용하며, 4개의 10진수로 표현됩니다(예: 192.168.0.1). IPv4 주소의 총 개수는 약 43억 개로 제한적이기 때문에, 현재 주소 고갈 문제가 발생하고 있습니다.
• IPv6: 128비트 주소 체계를 사용하며, 8개의 16진수로 구성됩니다(예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). IPv6는 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 도입되었습니다.

IP 주소의 역할과 실무 사용 예시

IP 주소는 네트워크 상에서 장비를 식별하는 역할을 하며, 네트워크 통신을 위한 경로 설정에 필수적입니다. 예를 들어, 클라우드 서버나 웹 서버에 대한 요청이 들어오면, 서버는 요청자의 IP 주소를 통해 요청을 처리하고 응답을 전송합니다.

• 네트워크 설계: IP 주소는 서브넷 마스크와 함께 사용되어 네트워크를 세분화하는 데 활용됩니다. 예를 들어, 기업 네트워크에서는 서브넷을 나누어 네트워크 트래픽을 효율적으로 관리합니다.
• 네트워크 보안: IP 주소를 기반으로 특정 네트워크에 접근을 제한하거나, 방화벽을 설정하여 보안을 강화할 수 있습니다.

2. MAC 주소의 개념 및 실무에서의 활용

MAC 주소의 정의

MAC 주소(Media Access Control Address)는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 할당된 고유한 하드웨어 주소입니다. 이는 네트워크 카드 제조사가 지정하는 48비트 주소로, 주로 16진수로 표현됩니다(예: 00:14:22:01:23:45).

MAC 주소의 역할과 실무 사용 예시

MAC 주소는 로컬 네트워크(LAN)에서 장비를 식별하는 데 사용됩니다. IP 주소와 달리, MAC 주소는 물리적 장치에 내장되어 있기 때문에 장비가 바뀌지 않는 한 고유하게 식별됩니다.

• 네트워크 통신: 네트워크에서 데이터를 전송할 때, 데이터는 MAC 주소를 기반으로 목적지 장비로 전송됩니다. 예를 들어, 이더넷 프레임은 전송하려는 장비의 MAC 주소를 포함하여 전송됩니다.
• 보안: MAC 주소를 이용해 네트워크 접근을 제한하거나, Wi-Fi에서 특정 장비만 연결할 수 있도록 설정할 수 있습니다.

3. ARP의 개념 및 실무에서의 활용

ARP의 정의

ARP(Address Resolution Protocol)는 네트워크 내에서 IP 주소를 해당하는 MAC 주소로 변환하는 프로토콜입니다. 즉, ARP는 IP 주소를 이용하여 해당 장치의 물리적인 주소인 MAC 주소를 알아내는 과정입니다.

ARP의 동작 원리

1. ARP 요청: 네트워크 상에서 특정 IP 주소에 대한 MAC 주소를 알아내기 위해 ARP 요청이 브로드캐스트로 전송됩니다.
2. ARP 응답: 해당 IP 주소를 가진 장치는 자신의 MAC 주소를 포함한 ARP 응답을 보냅니다.
3. 캐시 저장: ARP 응답을 받은 장치는 해당 IP와 MAC 주소를 ARP 캐시에 저장하여, 동일한 요청이 있을 때 빠르게 처리할 수 있도록 합니다.

ARP의 실무 사용 예시

• 네트워크 문제 해결: ARP 테이블을 통해 네트워크 문제를 진단할 수 있습니다. 예를 들어, ARP 캐시가 오래된 경우 IP 충돌 문제가 발생할 수 있으므로 이를 갱신해야 합니다.
• 네트워크 보안: ARP 스푸핑(ARP Spoofing) 공격은 공격자가 ARP 응답을 위조하여, 네트워크 트래픽을 가로채거나 중단시키는 공격입니다. 이를 방지하기 위해 정적 ARP 테이블을 설정하거나, 보안 ARP 기능을 사용할 수 있습니다.

4. RARP의 개념 및 실무에서의 활용

RARP의 정의

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)는 MAC 주소를 기반으로 해당하는 IP 주소를 찾아내는 프로토콜입니다. ARP와 반대되는 개념으로, 네트워크 부팅 시 컴퓨터가 자신의 IP 주소를 알아내기 위해 사용되었습니다.

RARP의 동작 원리

1. RARP 요청: 컴퓨터가 네트워크에 연결되면 자신의 MAC 주소를 포함한 RARP 요청을 네트워크에 브로드캐스트합니다.
2. RARP 응답: RARP 서버는 해당 MAC 주소에 대응하는 IP 주소를 찾아 응답을 보냅니다.
3. IP 주소 할당: 응답 받은 IP 주소는 장비에 할당되어 정상적인 네트워크 통신을 할 수 있게 됩니다.

RARP의 실무 사용 예시

• 네트워크 부팅: RARP는 주로 디스크가 없는 장비에서 네트워크를 통해 부팅할 때 사용되었으나, 현재는 BOOTP나 DHCP 프로토콜로 대체되었습니다.
• DHCP의 발전: RARP는 DHCP 서버로 대체되었으며, IP 주소를 자동으로 할당하고 관리하는 방식으로 발전했습니다.

정리

• IP 주소는 네트워크 상에서 장비를 구별하는 고유한 주소이며, IPv4와 IPv6 두 가지 버전이 존재합니다. 네트워크 설계 및 보안에서 중요한 역할을 합니다.
• MAC 주소는 물리적인 네트워크 인터페이스에 할당된 고유한 주소로, 로컬 네트워크에서 장비를 식별하는 데 사용됩니다.
• ARP는 IP 주소를 해당 MAC 주소로 변환하는 프로토콜로, 네트워크 내에서 장비 간 통신을 가능하게 합니다. 네트워크 보안 및 문제 해결에 중요한 역할을 합니다.
• RARP는 MAC 주소를 기반으로 IP 주소를 알아내는 프로토콜로, 과거 네트워크 부팅에서 사용되었지만 현재는 DHCP로 대체되었습니다.