[붉은외계인] 네트워크 - IP 주소체계와 Broadcast 주소

 

1-1. IP 주소 체계

IP는 Host에 대한 식별자를 의미한다

이러한 IP는 32bit인 IPv4와 128bit인 IPv6로 나뉜다
여기서는 IPv4만 다뤄보겠다

 

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1-2. Network ID와 Host Id란 

IPv4는 한 구역 당 8bit이며, 4구역으로 인하여 총 32bit의 길이를 가지고 있다
8bit는 2^8= 256이기 때문에, 한 구역당 256가지의 경우수인 0 ~ 255의 숫자를 사용할 수 있다

이러한 IPv4는 위의 그림과 같이, Network ID 부분과, Host ID 부분으로 나눌 수 있다

 

Network ID는 Host가 속한 네트워크의 ID를 의미하고, Host ID는 해당 네트워크 대역의 Host의 ID를 의미한다
이러한 Net ID와 Host ID는 패킷이 전달될 때 필요하다

패킷이 전달될 때는 Network ID를 통해 해당 네트워크 대역으로 전달한 후, Host ID 식별을 통해 Host에게 전달된다

 

 

1-3. Subnetmask 혹은 Netmask란

Subnetmask는, Network ID의 길이를 의미하며, Network ID와 Host ID를 구분하기 위한 구분자이다
아래 그림과 같이, 255.255.255.0 을 자주 볼 수 있을 것이다 

Netmask가 Network ID와 Host ID를 구분하기 위한 구분자인 이유는 아래와 같다

 

IPv4 주소를 통째로, 255.255.255.0과 bit AND 연산을 한 후, 2진수로 변환하면 Network ID가 나온다

예를들어 192.168.60.14 라면, bit AND 연산을 통해 나온 192.168.60.0 이 Network ID이고, 0.0.0.14가 Host ID 인 것이다
이러한 이유로, Netmask가 Network ID와 Host ID를 구분하기 위한 구분자인 것이다

 

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2. Broadcast 주소

위에서 언급하였듯, IPv4는 한 구역당 8bit 길이이기 때문에, 0 ~ 255까지의 수를 사용할 수 있다고 하였다
하지만, 0과 255는 사용할 수 없으며, 1 또한 사용할 수 없다

그 이유는, 0을 사용할 경우 Subnetmask와 동일해지기 때문이며, 255인 경우는 Broadcast 주소를 의미하기 때문이다
또한 1의 경우는, 일반적으로 Gateway로 사용되기 때문에 사용할 수 없다

그렇다면, 여기서 말하는 Broadcast 주소란 무엇일까? 아래에서 자세히 알아보겠다

 

Broadcast 주소란, Network ID 대역에 속한 모든 Host에게, 방송을 하겠다는 의미를 가진 주소이다
예를들어, 위와 같이 192.168.0.255 라면, 192.168.0 대역에 속한 모든 Host에게 신호를 전송한다는 것이다

이러한 Broadcast 주소는 L2의 MAC주소, L3의 IP 주소 모두 가지고 있다
공통점이라면, 1로 채워져 있을 경우 Broadcast 주소를 의미한다는 것이다

 

MAC주소의 경우, 위와 같이 F로 채워져 있으면 Broadcast 주소를 의미한다 
위의 주소를 2진수로 변환하면 모든 것이 1로 채워져 있다

 

IP 주소의 경우, 위와 같이 끝자리가 255라면 Broadcast 주소를 의미한다
이것 또한 2진수로 변환하면 1로 채워져 있다

 

 

이러한 Broadcast 주소는 ARP Scanner에서, 활성화된 Host를 식별하는데 사용된다
자세한 내용은 아래 글을 참조할 것.

2023.12.26 - [네트워크] - [붉은외계인] 네트워크 - ARP와 ARP Scan이란 무엇인가

[붉은외계인] 네트워크 - ARP와 ARP Scan이란 무엇인가

 

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3. 자신을 가리키는 주소, 127.0.0.1

Networking은 기본적으로, Host들끼리의 상호작용을 의미한다
정확하게 말하자면, OS위에서 실행중인 프로세스들끼리의 상호작용인 것이다

하지만 하나의 Host 내부에서, 프로세스들끼리 접근하여 상호작용을 해야하는 경우도 분명 존재할 것이다

이럴 때, 사용할 수 있는 주소가 127.0.0.1 이며, 이것을 Loopback Address라고 부른다
Loopback Address는 IP를 특정하지 않고, 자신에게 접근할 수 있는 주소를 의미한다

 

위의 그림에서, 빨간색은 내부 프로세스들끼리의 통신을 의미하고, 파란색은 외부와의 통신을 의미한다

물론, 자신의 IP를 사용하여 접속할 수도 있다
192.168.100.30이라면 192.168.100.30을 입력하여 접속할 수 있는 것이다

하지만, 위와 같이 IP를 세팅 해놓는 경우는, IP가 바뀔 경우, 세팅을 다시해야 한다는 번거로움이 있다
이 때, Loopback Address를 사용한다면 그러한 번거로움을 덜 수 있다