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description: 2.4.3 IP 주소 체계
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# 2.4.3 IP Addressing Scheme

#### IP 주소 체계 (IP Addressing Scheme)

IP 주소는 네트워크 상의 장치를 고유하게 식별하기 위해 사용됩니다. IP 주소 체계는 주로 IPv4와 IPv6로 나뉘며, 여기서는 IPv4에 집중하겠습니다. IPv4 주소는 32비트 숫자로 구성되며, 보통 10진수로 표시됩니다.

**IPv4 주소**

IPv4 주소는 4개의 옥텟(octet)으로 구성된 32비트 주소입니다. 각 옥텟은 8비트로 이루어져 있으며, 0부터 255까지의 값을 가질 수 있습니다.

예:

```
192.168.1.1
```

#### 서브넷 마스크 (Subnet Mask)

서브넷 마스크는 IP 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누기 위해 사용됩니다. 서브넷 마스크는 네트워크의 크기를 정의하며, IP 주소와 함께 네트워크 주소를 계산하는 데 사용됩니다. 서브넷 마스크는 IP 주소와 같은 형식으로 표시됩니다.

예:

```
255.255.255.0
```

#### IPv4

IPv4는 인터넷에서 가장 널리 사용되는 IP 주소 체계입니다. 32비트 주소 공간을 사용하여 약 43억 개의 고유한 주소를 제공할 수 있습니다. 그러나 인터넷의 폭발적인 성장으로 인해 IPv4 주소가 부족해졌고, 이를 해결하기 위해 IPv6가 도입되었습니다.

**IPv4 주소 클래스**

IPv4 주소는 크게 다섯 개의 클래스(A, B, C, D, E)로 나뉩니다. 각 클래스는 특정 크기의 네트워크와 호스트 부분을 제공합니다.

* **클래스 A**: 대규모 네트워크, 네트워크 부분 8비트, 호스트 부분 24비트
* **클래스 B**: 중간 규모 네트워크, 네트워크 부분 16비트, 호스트 부분 16비트
* **클래스 C**: 소규모 네트워크, 네트워크 부분 24비트, 호스트 부분 8비트
* **클래스 D**: 멀티캐스트
* **클래스 E**: 실험용

#### CIDR (Classless Inter-Domain Routing)

CIDR은 IP 주소와 서브넷 마스크를 보다 유연하게 사용하기 위한 방법입니다. CIDR은 IP 주소와 함께 서브넷 마스크 길이를 슬래시(`/`)로 구분하여 표시합니다. 이를 통해 네트워크를 더 세분화하고 효율적으로 IP 주소를 사용할 수 있습니다.

예:

```
192.168.1.0/24
```

여기서 `/24`는 서브넷 마스크가 24비트(255.255.255.0)임을 의미합니다.

#### DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

DHCP는 네트워크 장치에 동적으로 IP 주소를 할당하는 프로토콜입니다. DHCP 서버는 네트워크에 연결된 장치에게 자동으로 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 서버 등의 네트워크 설정을 제공합니다.

**DHCP 작동 과정**

1. **DHCP 발견 (Discover)**: 클라이언트가 네트워크에 연결될 때, DHCP 서버를 찾기 위해 브로드캐스트 메시지를 보냅니다.
2. **DHCP 제안 (Offer)**: DHCP 서버가 클라이언트에게 IP 주소 제안을 포함한 응답 메시지를 보냅니다.
3. **DHCP 요청 (Request)**: 클라이언트가 특정 DHCP 서버의 제안을 수락하고, 해당 IP 주소를 요청하는 메시지를 보냅니다.
4. **DHCP 승인 (Ack)**: DHCP 서버가 요청을 승인하고, 클라이언트에게 IP 주소를 할당하는 최종 메시지를 보냅니다.

#### NAT (Network Address Translation)

NAT는 사설 네트워크의 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하는 기술입니다. NAT는 주로 라우터나 방화벽에서 사용되며, 내부 네트워크의 여러 장치가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속할 수 있게 합니다. 이를 통해 공인 IP 주소의 사용을 줄이고, 내부 네트워크의 보안을 강화할 수 있습니다.

**NAT의 유형**

1. **Static NAT**: 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간의 일대일 매핑
2. **Dynamic NAT**: 사설 IP 주소를 공인 IP 주소 풀(pool)에서 동적으로 매핑
3. **PAT (Port Address Translation)**: 여러 사설 IP 주소를 하나의 공인 IP 주소와 다수의 포트 번호를 통해 매핑



#### 요약

* **IP 주소 체계**: 네트워크 장치를 고유하게 식별하기 위해 사용.
* **서브넷 마스크**: 네트워크와 호스트 부분을 나누기 위해 사용.
* **IPv4**: 32비트 주소 체계를 사용하여 약 43억 개의 고유한 주소 제공.
* **CIDR**: 유연한 IP 주소 및 서브넷 마스크 사용.
* **DHCP**: 네트워크 장치에 동적으로 IP 주소를 할당.
* **NAT**: 사설 네트워크의 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환.
