[IP주소] IP주소와 MAC주소, ARP와 RARP, IPv4와 IPv6

IP 주소 (Internet Protocol address)

• 논리적 주소 (변하는 주소)
• 컴퓨터 네트워크에서 장치들이 서로를 인식하고 통신을 하기 위해서 사용하는 특수한 번호
• IP 주소 밑에 있는 MAC 주소를 통해 통신

 

MAC 주소 (Media Access Control address)

• 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자
• 네트워크에서 장치를 식별하는 고유한 하드웨어 주소
  • 변경할 수 없도록 하드웨어(NIC)에 고정돼서 출하
• 보통 장치의 NIC(LAN 카드)에 할당
• 총 48비트로 구성
  • 8비트씩 6개로 구분하여 표기
  • 24비트의 OUI(Organizationally Unique Identifier) - 제조사 고유 코드
  • 24비트의 UAA(Universally Administered Address) - 기기 고유 코드
• 보통의 경우 유일한 주소지만 제조사의 실수나 의도로 중복 가능
  • 동일 네트워크 상에서 중복되지 않으면 문제 X

 

관련 명령어

ipconfig/all

 

ARP와 RARP

ARP (Address Resolution Protocol)

• IP주소를 MAC 주소로 변환
• IP주소는 아는데 MAC주소를 모를 때 이를 파악할 수 있게 해주는 프로토콜

ARP 과정

• 송신자는 ARP 요청 패킷을 연결된 네트워크에 있는 모든 장치에 브로드캐스트로 전송
  • 목적지의 물리주소를 모르기 때문
• 해당하는 수신자는 송신자에게 유니캐스트로 자신의 논리 주소와 물리 주소를 넣은 응답 패킷 전달

 

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

• MAC 주소를 IP 주소로 변환
• ARP의 반대 과정

 

IPv4

• 32비트 - 2^32개 주소 표현
  • 8비트 단위로 점(.)을 찍어 4개로 구분
  • 8비트를 10진수로 표현
• 주소가 부족하기 때문에 NAT, 서브네팅 등 부가적 기술 필요

 

IPv6

• 128비트 - 2^128개 주소 표현
  • 16비트 단위로 콜론(:)을 이용해 8개로 구분
  • 16비트를 16진수로 표현
  • 앞의 연속되는 0은 생략 가능
• 많은 주소 처리 가능, 부가적 기술 필요 X
• IPSec - 데이터 패킷을 암호화하는 보안 네트워크 프로토콜 제품군이 내장, 보안성이 뛰어남

 

IPv4 - IPv6 차이점

헤더 길이

IPv4

• 헤더가 가변길이

IPv6

• IPv4 헤더의 불필요한 필드를 제거하여 훨씬 단순해지고 빨라짐
• 헤더가 40바이트로 고정
  • 인터넷 헤더에 대한 정보도 삭제되어 있음

 

Checksum

IPv4

• header checksum이 존재해서 데이터의 오류를 검사

IPv6

• header checksum 존재 X
  • 대신 Internet Layer보다 상위 계층인 Transport Layer에서 TCP나 UDP로 처리
  • TCP/UDP에 체크섬이 존재하기 때문

❗ 주의
UDP에서는 체크섬이 필수가 아닌 선택사항이기 때문에
UDP + IPv6인 경우 반드시 체크섬 필드를 사용한다고 설정

 

TTL이 Hop Limit으로 변경

TTL (Time To Leave)

• 패킷이 네트워크에서 무한순환하지 않도록 하는 변수
• 패킷이 네트워크에서 라우터를 거칠때마다 TTL 값은 1씩 감소
  • 값이 0이 되면 패킷 폐기

IPv6에서는 장치를 거치는 최대 대수를 제한한다는 의미로 hop limit으로 대체

 

속도

보통 IPv6가 더 단순해진 헤더 구조로 인해 IPv4보다 빠름

하지만 패킷 크기에 따라 IPv4가 더 빠른 경우도 있다

 

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✨ 참고

https://musclebear.tistory.com/12

https://wiki.mhson.world/cs/network/ip-ipv4-ipv6

https://en.wikipedia.org/wiki/IPv4

https://en.wikipedia.org/wiki/IPv6

https://www.networkacademy.io/ccna/ipv6/ipv4-vs-ipv6