IP 개념 총 정리 - 사설 IP, 공인 IP, 고정IP, 유동 IP

안녕하세요. 솔렐레입니다.
이번 포스팅에서는 IP들에 대해서 정리해보도록 하겠습니다. 컴퓨터를 사용하다 보면 다양한 IP 개념들이 존재하여 사용에 혼란을 주는 경우가 많습니다. IP에 대해서 전체적으로 개념을 습득하게 되면 네트워크에 대한 이해도도 높아지고 그에 따라서 애플리케이션 운영에도 도움이 되기 때문에 잘 알아둔다면 IT 업무를 진행하실 때 많은 도움이 되실 것으로 생각됩니다. 그럼 시작하겠습니다.

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[IP란 무엇인가?]
IP란 인터넷에서 컴퓨터를 식별할 수 있는 고유한 번호를 의미합니다. IP는 0~225까지의 숫자와 '.'으로 이루어져 있으며 IPv4, IPv6 방식으로 나누어져 있습니다. 우리가 보통 명명하는 IP는 IPv4를 의미합니다. 그럼 각 IP 주소체계에 대해 설명드리겠습니다.

1. IPv4
IPv4는 4개의 옥텟(Octect)으로 구성된 총 32비트 주소로 총 5개의 클래스로 구분되어 있습니다. IP주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 구성되어 있습니다. 서브넷 마스크는 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분해주는 값이며 이것은 효율적인 네트워크 분리를 가능하게 만들어줍니다.

A 클래스	주소	1.0.0.0 ~ 126.255.255.255
	서브넷 마스크	255.0.0.0
	그룹별 호스트 개수	2^24-2 = 16,777,214 개
B 클래스	주소	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
	서브넷 마스크	255.255.0.0
	그룹별 호스트 개수	2^16-2 = 65,534개
C 클래스	주소	192.0.0.0 ~ 233.255.255.255
	서브넷 마스크	255.255.255.0
	그룹별 호스트 개수	2^8-2 = 256개
D 클래스	주소	244.0.0.0 ~ 239.255.255.255
	특징	멀티캐스트용
E 클래스	주소	240.0.0.0 ~ 254.255.255.255
	특징	미래에 사용할 IP로 예약되어 있음

2. IPv6
IPv6는 IP 주소 수요의 급격한 증가로 인해 부족한 IP 주소 문제를 해소하기 위해 고안된 방식입니다. 128비트로 ':'으로 구분된 16진수 8자리로 표현한 주소입니다. IPv6는 IPv4처럼 소수점으로 표현되는 서브넷 마스크 양식을 이용하지 않습니다. IPv6의 특성으로는 헤더 형식을 단순화하여 중요하지 않은 필드와 옵션 필드를 IPv6 헤더 다음에 있는 확장 헤드로 옮겨 오버헤드를 최소화하도록 하였습니다. 또한 주소 공간을 확대하였고 Flow labeling을 통해 트래픽 처리 및 확인이 가능하도록 하였습니다. ex) 2031:0000:00D3:2F3B:02AA:00FF:Fe28:9C5A/64

[개념 정리 - 사설 IP / 공인 IP, NAT]
1. 사설 IP
공식적인 승인 없이 사용할 수 있는 주소로 내부 네트워크 망에서만 사용할 수 있는 IP입니다. 이는 라우팅이 불가능한 주소로 인터넷 상에서 사용할 수 없습니다. 따라서 개인 IP 주소와 공인 IP 주소를 상호 변환하여 라우터 장비를 통해 인터넷 연결이 가능합니다. 사설 IP는 보통 내 컴퓨터에서 사용하는 로컬 IP라고도 불리며 이를 쉽게 확인할 수 있는 방법이 있습니다. 윈도우 환경에서는 cmd 창을 호출하여 ipconfig 명령어를 통해 내 IP에 대한 확인이 가능합니다.
- A 클래스: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
- B 클래스: 172.16.0.0 ~ 172.16.255.255
- C 클래스: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

2. 공인 IP, NAT (Network Address Translation)
공인 IP는 라고도 불리며 외부 네트워크에 알려져 있는 주소로 실제 인터넷 연결에 사용되는 IP를 의미합니다. 하지만  공인 IP들은 한정적이기 때문에 이 고갈 문제를 줄이기 위한 방법으로 NAT가 고안되었습니다. NAT는 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 바꾸어주는 주소 변환기로 많은 호스트들이 사설 IP 주소로도 인터넷 접속이 가능하게 함으로써 공인 IP 주소 고갈 문제를 해결하고 있습니다. 주소 변환 시 공인 IP 주소는 다른 공인 IP 주소로 변환이 가능한데 이때 변환 목적은 정보보안을 위해 내부 IP 주소를 외부로 유출하지 않기 위함입니다. 내 공인 IP를 쉽게 확인하는 방법으로는 네이버 검색창에서 '내 IP 찾기'를 검색하시면 쉽게 확인이 가능합니다.

[개념 정리 - 고정 IP / 유동 IP]
고정 IP 는 사용자 전용으로 부여된 IP 주소로 이를 반납하기 전까지는 IP 정보가 변경되지 않고 사용이 가능하며 다른 장비에서 해당 주소에 대한 사용이 불가합니다. IP를 고정시킴으로써 외부에서 동일한 주소로 통신할 수 있기 때문에 이를 방화벽을 통한 통신을 제어하여 관리할 수 있습니다. 반면 유동 IP는 고정적이지 않고 필요할 때 IP 주소를 할당하여 사용할 수 있도록 합니다. 이는 예를 들어 고정 IP 보다 더 많은 사용이 필요한 장비가 있을 경우 유동 IP를 통해 장비를 사용할 때 돌아가면서 IP를 부여하여 사용할 수 있습니다. 이는 부족한 IP 개수 문제를 해결할 수 있으며 단말기들의 IP 회전율과 가용성을 높여 준다는 장점이 있습니다. 

[참고 - 특수 주소]

Network 주소	- 호스트 ID의 주소가 모두 0인 주소 - 네트워크를 대표하는 값
Direct Broadcast 주소	- 호스트 ID의 주소가 모두 1인 주소 - 특정 망 내부에 있는 모든 호스트들에게 패킷이 전달
Limited Broadcast 주소	- 255.255.255.255 - DHCP 클라이언트가 DHCP 서버를 찾을 경우 사용
Loopback 주소	- 127.0.0.0 ~ 127.255.255.255 - Network 부분의 값이 Class A에 속한 127 - 호스트 부분의 값은 지정되지 않은 값 - 패킷 송수신 과정에 대한 시스템 내부 시험 시 주로 사용
0.0.0.0	- 부팅 시 자신의 IP 주소를 모를 때 사용

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지금까지 사설, 공인, 고정, 유동 IP에 대해서 정리해보았습니다. 더 자세히 네트워크를 공부한다면 이보다 훨씬 많은 내용이 필요할 수 있지만 기본적인 내용을 정리하는 데는 많은 도움이 되셨을 것이라 생각합니다. IP는 컴퓨터를 이용한다면 기본적으로 알고 넘어가야 할 상식이기 때문에 IT를 전공하지 않은 분들도 한번 읽어 보신다면 컴퓨터와 인터넷을 이해하고 사용하실 수 있을 것 같습니다. 감사합니다. :)