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IP 주소는 인터넷 프로토콜(IP)의 핵심 요소로, 네트워크에 연결된 장치들을 식별하고 통신 경로를 설정하는 데 사용되는 고유한 번호 체계입니다. 이를 통해 데이터 패킷이 정확한 목적지로 전달될 수 있습니다.

데이터가 출발지에서 목적지까지 전달되기 위해 다양한 프로토콜과 개념이 활용됩니다.

IP 주소만으로는 실제적인 데이터 전송이 불가능하며, 물리적인 네트워크 인터페이스를 식별하는 MAC 주소가 필요합니다. ARP는 논리적인 IP 주소를 실제 하드웨어 주소인 MAC 주소로 변환하는 역할을 수행합니다.

동작 과정 요약:
1. 출발지 장치가 목적지 IP 주소에 대한 MAC 주소를 묻는 ARP 요청(Request) 메시지를 네트워크 전체에 브로드캐스트.
2. 해당 IP 주소를 가진 목적지 장치가 자신의 MAC 주소를 담은 ARP 응답(Reply) 메시지를 출발지 장치에게 유니캐스트로 전송.
3. 출발지 장치는 얻은 MAC 주소를 사용하여 데이터 전송 시작.

반대로 MAC 주소를 IP 주소로 변환하는 프로토콜 (현대 네트워크 환경에서는 DHCP가 이 역할을 주로 대체함).

IP 주소를 기반으로 데이터 패킷이 여러 라우터를 거쳐 최종 목적지까지 전달되는 과정을 의미합니다. '홉(hop)'은 패킷이 라우터 하나를 거치는 단계를 나타냅니다.

라우팅 테이블: 각 라우터는 목적지 IP 주소와 해당 목적지로 가기 위한 다음 홉(라우터) 정보를 담은 라우팅 테이블을 참조하여 패킷 경로 결정.
게이트웨이: 서로 다른 네트워크(예: 내부 사설망과 외부 인터넷) 간의 통신을 가능하게 하는 관문 역할을 하는 장치나 소프트웨어. 라우터가 게이트웨이 역할을 수행하는 경우가 많음.

IP 주소는 크게 두 가지 버전으로 나뉩니다.

초기 IPv4는 네트워크 규모에 따라 A, B, C 클래스로 나누어 주소를 할당했습니다. (D: 멀티캐스트용, E: 연구용)

이러한 비효율성 때문에 현재는 클래스 없는 주소 할당 방식(CIDR)을 사용하며, DHCP, NAT 등의 기술이 주소 부족 문제를 완화하는 데 기여했습니다.

IP 주소를 효율적으로 관리하고 부족 문제를 해결하기 위한 주요 기술입니다.

네트워크에 접속하는 장치에게 IP 주소 및 기타 네트워크 설정 정보(서브넷 마스크, 게이트웨이 주소, DNS 서버 주소 등)를 자동으로 할당하고 관리하는 프로토콜입니다.

하나의 공인 IP 주소를 여러 대의 장치가 공유하여 사용할 수 있도록, 내부 사설 IP 주소와 외부 공인 IP 주소를 서로 변환해주는 기술입니다. IPv4 주소 절약과 내부 네트워크 보안 강화가 주 목적입니다.

동작 원리: 라우터(NAT 장치)가 내부에서 외부로 나가는 패킷의 출발지 사설 IP를 자신의 공인 IP로 바꾸고, 외부에서 들어오는 패킷의 목적지 공인 IP를 해당 사설 IP로 변환.
주요 이점:
- IPv4 주소 절약 (하나의 공인 IP로 다수 장치 인터넷 사용 가능)
- 내부 네트워크 정보 은닉을 통한 보안 향상
단점:
- 동시 접속 장치 수가 많아지면 변환 테이블 관리 부담으로 성능 저하 가능성.
- 일부 P2P 애플리케이션 등에서 호환성 문제 발생 가능.

IP 주소는 인터넷 상의 논리적인 주소이지만, 할당 정보 등을 통해 대략적인 지리적 위치(국가, 도시, 때로는 동/구 단위)를 추정하는 데 사용될 수 있습니다.

IP 주소는 네트워크 장치 식별 및 경로 설정에 사용되는 고유 번호입니다.
ARP는 IP 주소를 MAC 주소로 변환하여 실제 통신을 가능하게 합니다.
홉바이홉 통신은 라우터의 라우팅 테이블을 통해 패킷이 목적지까지 전달되는 과정입니다.
IP 주소 체계는 IPv4(32비트)와 IPv6(128비트)가 있으며, IPv4 주소 부족 문제를 해결하기 위해 DHCP와 NAT 기술이 중요합니다.
DHCP는 IP 주소를 자동으로 할당하고 관리하며, NAT는 사설 IP와 공인 IP를 변환하여 주소를 절약하고 보안을 강화합니다.

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