현대의 컴퓨팅 장치는 일반적으로 인터넷에 연결되어 있습니다. 이 방대한 데이터 소스는 광범위한 프로토콜 및 통신 표준 덕분에 액세스할 수 있습니다. IP 주소는 이 모든 것을 뒷받침합니다. IP 주소는 네트워크 연결을 통해 통신할 수 있는 컴퓨팅 장치의 디지털 주소입니다. 결정적으로 이것은 네트워크 간의 통신을 제공하여 인터넷이 상호 연결된 네트워크의 광대한 메시를 형성할 수 있도록 합니다.
같은 방식으로 편지는 봉투에 주소가 있어야 올바른 장소에 배달되고 네트워크 패킷에는 올바른 장치로 배달되는 대상 IP 주소가 필요합니다. 인터넷과 그 전신인 ARPANET은 IPv4 또는 인터넷 프로토콜 버전 4라는 주소 구조를 기반으로 합니다. 이것은 이제 IPv6으로 대체되고 있습니다.
원래 주소 지정 체계 – IPv4
IPv4는 대부분의 인터넷에서 사용되는 표준 주소 체계이며 처음부터 사용되었습니다. IPv4 주소는 32개의 바이너리 비트로 정의됩니다. 사람이 읽을 수 있도록 점으로 구분된 쿼드 또는 점 십진 표기법이라는 형식으로 표시되는 경우가 많습니다. IPv4 주소의 예는 192.168.0.2입니다.
위의 IPv4의 사람이 읽을 수 있는 형식은 점으로 구분된 각 섹션이 8비트를 가지므로 4개의 옥텟이 있다고 합니다. 각 옥텟은 0에서 255 사이의 값을 가질 수 있습니다. 즉, 총 2개의32 또는 4,294,967,296개의 가능한 IPv4 주소. 이것은 많은 것처럼 들릴 수 있으며 인터넷 초기에는 그렇게 추정되었습니다. 그러나 실제로 인터넷은 엄청난 활용을 보았고 이제는 IP 주소보다 더 많은 장치가 있습니다.
주소 공간 소진
인터넷 초창기에는 PC가 별 것이 아니었습니다. 네트워크는 컴퓨터를 감당할 수 있는 유일한 조직이기 때문에 대규모 조직에서만 찾을 수 있다고 가정했습니다. 이러한 생각을 따르기 위해 IP 주소를 요청한 조직에 대규모 IP 주소 블록이 할당되었습니다.
PC는 모든 것을 바꾸어 놓고 컴퓨터를 집으로 가져왔습니다. 이 변경은 이제 몇 개의 큰 네트워크 대신 많은 작은 네트워크가 있음을 의미합니다. 이는 IP 주소 할당 방법이 변경되어야 함을 의미했습니다. 클래스풀 네트워킹은 대규모 네트워크를 더 작은 청크로 나누는 방법이었습니다. 이것은 주소 공간을 보다 효율적으로 사용했지만 여전히 중소 규모의 문제가 있었습니다. 일반적으로 이전보다 훨씬 더 많은 중간 네트워크 할당을 필요로 하는 조직 필수의.
10년 후 클래스 기반 네트워킹은 CIDR 또는 클래스 없는 도메인 간 라우팅으로 대체되었습니다. 이를 통해 할당된 네트워크의 크기를 훨씬 더 정밀하게 제어할 수 있었고 현재까지 사용되고 있습니다. 서브넷 마스크라는 두 번째 주소로 네트워크를 정의하여 작동합니다. 서브넷 마스크는 동일한 구조를 가지고 있습니다. 그러나 네트워크 주소를 나타내는 모든 이진 비트는 1로 설정되고 해당 네트워크의 호스트를 나타내는 데 사용할 수 있는 모든 이진 비트는 0으로 설정됩니다.
그럼에도 불구하고 인터넷의 인기는 주소 공간을 완전히 고갈시킬 위협을 계속했습니다. 개인 주소 공간 및 NAT와 같은 몇 가지 트릭이 더 구현되었습니다. 실제 솔루션은 IPv6으로의 전환입니다.
후계자 – IPv6
IPv6 주소는 IPv4 주소와 상당히 다르게 보입니다. IPv6 주소의 예는 fe80:0db8:0000:0000:0000:8a2e: 0370:7334와 같습니다. 전체 주소는 이제 32비트가 아닌 128비트로 구성됩니다. 이것은 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456 또는 340조 조의 고유한 IPv6 주소를 제공하며, 이는 IPv4와 같은 주소 공간 고갈로부터 안전하기에 충분합니다.
마침표로 구분된 10진수가 있는 IPv4와 달리 IPv6은 16진수와 콜론을 사용합니다. 경우에 따라 주소가 더 짧게 표시되도록 압축된 것을 볼 수 있습니다. 읽기와 쓰기의 편의를 위해 가장 큰 연속 0 블록을 생략하고 양쪽에 콜론을 남길 수 있습니다. 이렇게 하면 주소가 fe80:0db8::8a2e: 0370:7334로 줄어듭니다.
IPv6은 1998년에 처음으로 표준 초안이 발표되었고 마침내 2017년에 표준화되는 등 표준화까지 갈 길이 멀었습니다. 그 기간 동안 표준 초안의 안정성과 IPv4 주소 공간 고갈의 긴급성 증가에도 불구하고 최소한의 활용이 있었습니다.
2022년 현재 IPv4 주소 공간이 완전히 소진되었으며 새 주소를 할당할 수 없습니다. 고맙게도 이제 서버, 사용자 장치 및 미들박스에서 IPv6 지원이 증가했습니다. 구글 제공 일일 통계 IPv6을 사용하는 트래픽 양에 대해. 이 글을 쓰는 시점에서 이것은 약 40%에 머물고 있으며 2017년부터 꾸준히 상승하고 있습니다.
예약된 주소
주소 공간 소진을 방지하는 데 사용되는 트릭 중 하나는 특정 주소 그룹을 다르게 처리하는 것입니다. 일부 주소는 향후 사용을 위해 예약되어 있고 일부는 루프백 주소로 사용하기 위해 예약되어 있습니다. 가장 중요한 범위는 개인 주소 범위였습니다. 이러한 주소 범위: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 및 192.168.0.1/16은 기밀로 지정되었습니다. 모든 네트워크는 이러한 주소 범위를 내부적으로 사용할 수 있습니다.
여기서 중요한 요소는 이러한 개인 주소는 로컬 네트워크 통신에만 사용할 수 있으며 네트워크 전체에서 사용할 수 없다는 것입니다. 즉, 내부 장치는 드물고 줄어들고 있는 공용 IPv4 주소를 사용할 필요가 없습니다. 물론 이는 네트워크 외부의 통신을 더 복잡하게 만들지만 NAT 덕분에 불가능한 것은 아닙니다.
NAT 또는 네트워크 주소 변환 및 관련 PAT(포트 주소 변환)는 라우터가 단일 공용 IP 주소를 가질 수 있도록 허용한 다음 나가는 트래픽을 자체 공용 IP 주소를 사용하도록 영리하게 변환하는 프로토콜입니다. 라우터는 올바른 주소로 응답을 반환할 수 있도록 어떤 장치에서 어떤 통신이 왔는지 추적해야 하지만 시스템은 훌륭하게 작동했습니다.
개인 주소 공간에서 NAT 및 PAT 내부 네트워크는 각 장치에 대해 하나의 공용 IP 주소를 사용하는 것에서 총 하나의 공용 주소를 사용하는 것으로 바뀌었습니다.
IPv6에는 내부 네트워크용으로 예약된 유사한 주소 공간도 포함되어 있습니다. "fe80"으로 시작하는 모든 IPv6 주소는 개인 "링크 로컬" 주소입니다.
결론
IP 주소는 컴퓨터 네트워크에서 컴퓨터 장치를 식별하고 컴퓨터 네트워크를 통해 통신할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. IPv4 주소는 표준이지만 IPv4에 새로운 인터넷 연결 장치에 할당할 수 있는 주소가 부족하기 때문에 더 긴 IPv6 주소로 대체되고 있습니다.
일부 고유 주소 범위는 개인 IP 주소입니다. 개인 주소는 모든 네트워크에서 사용할 수 있지만 네트워크 간에 직접 통신하는 데 사용할 수는 없습니다. 네트워크의 IP 주소는 일반적으로 DHCP 또는 동적 호스트 제어 프로토콜을 사용하여 라우터에 의해 할당됩니다.