[Chapter 1] 네트워크의 기초 용어와 기능(네트워크 주소의 표현)

시스템을 설계할 때는 기능이나 목적과 함께 고유의 구분자(Identifier)를 부여하는 방법에 대해서도 먼저 고려해야 한다.

디지털화 된 컴퓨터에서는 구분자를 숫자로 된 주소로 표현할 수 밖에 없다.

주소 표현 방식은 일반 사용자에게 불편하므로 보통은 외우기 쉬운 기호 형식의 이름을 추가로 사용한다.

주소와 이름은 일대일(1:1)관계가 이루어지며, 이들을 연결하는 기능이 필요하다.

대상을 유일하게 구별하는 구분자는 일반적으로 아래의 네 가지 특징이 있다.

 

유일성

구분자의 가장 중요한 역할은 대상 시스템을 서로 구분하여 지칭하는 것이다. 따라서 서로 다른 시스템이 같은 구분자를 갖지 않는 유일성을 보장해야 한다.

 

확장성

시스템은 시간이 흐르면서 이용자가 증가하는 보편화 과정이 진행되므로 자연스럽게 규모가 확장된다. 따라서 사용하는 구분자의 양도 증가된다.

시스템의 최대 수용 규모를 예측하여 구분자의 최대 한계를 올바르게 설정하지 않으면, 표현할 수 있는 공간의 크기가 제한되어 시스템의 확장성도 제한받게 된다.

 

편리성

시스템 설계 과정에서 부여되는 구분자는 시스템의 내부 처리 구조를 효율적으로 운용할 수 있도록 해주어야 한다.

컴퓨터 시스템은 내부적으로 숫자에 기반해 처리되기 때문에 구분자의 체계도 숫자 위주이다.

배치, 검색 등의 원활하게 수행하기 위해 보통 일반인이 의미를 이해할 수 없는 형식을 갖는다.

시스템 내부 동작에 종속된 구분자의 주소체계는 사용자가 쉽게 이해하기 어려우므로 기호로 된 이름을 추가로 부여한다.

숫자로된 주소와 문자로 된 이름을 모두 가지므로, 이를 매핑(Mapping)하는 기능이 필요하다.

 

정보의 함축

구분자는 응용 환경에 필요한 다양한 정보를 포함하는 경우가 많다.

ex) 주민번호는 생년월일, 성별등을 알 수 없는 숫자로 구성되어 있다. 집 주소도 광역시부터 시작해 지역을 소규모로 분할하는 구조로 되어 있어 집의 지리적인 위치를 쉽게 가늠할 수 있다.

구분자는 응용환경에 적절히 대응할 수 있는 정보를 포함해야 한다.

 

주소와 이름

• 시스템을 지칭하는 구분자는 내부에서 처리되는 숫자 기반의 주소(Address)와 함께 사용자의 이해와 편리성을 도모하는 기호로 된 이름(Name)을 제공해야 한다.
• 일반 사용자는 내부 주소를 몰라도 이름만으로 시스템에 접근할 수 있어야 하며, 이름과 주소를 연결하는 방법은 시스템 내부적으로 처리되어야 한다.
• 네트워크 규모가 크지 않아서 관리하는 시스템의 개수가 적은 경우에는 간단한 형식의 주소와 이름을 사용할 수 있으므로 이를 관리하는 시스템도 크게 복잡하지 않다. 그러나 관리 대상이 많아지면 주소와 이름의 공간이 커지고 이를 관리하는 시스템의 기능도 복잡해진다.
• 네트워크에는 여러 종류의 주소와 이름이 존재한다. 이는 각 계층의 기능을 담당하는 프로토콜 마다 주소를 독립적으로 관리하기 때문이다. 예를 들어 IP프로토콜은 호스트를 구분하기 위하여 IP 주소를 사용하며, 데이터 링크 계층에서는 LAN 카드 별로 MAC 주소를 따로 부여한다. 전송 계층을 수행하는 TCP에서는 호스트에서 수행되는 네트워크 프로세스마다 별도의 Port 주소를 할당하고 관리한다.

 

IP주소

IP주소(IP Address)는 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜이 호스트를 구분하기 위하여 사용하는 주소 체계이다. 임의의 호스트를 인터넷에 연결하려면 반드시 IP주소를 할당받아야 한다.

IP주소는 32비트의 이진 숫자로 구성되는데, 보통 8비트씩 네 부분으로 나누어 십진수로 표현한다.

 

IP주소는 유일성을 보장하기 위해서 국제 표준화 기구가 전체 주소를 관리하고 할당하기 때문에 중복 주소의 사용을 원천적으로 차단한다. IP 프로토콜이 처음 개발될 당시에는 현재처럼 폭 넓게 사용되리라 예층하지 못했다. 따라서 IP 주소로 표현할 수 있는 최대 주소 공간의 크기를 32비트로 제한하므로써 확장성에 많은 문제가 야기되고 있다.

이를 해결하기 위하여 새로운 프로토콜인 IPv6(Internet Protocol Version 6)에서는 주소 표현 공간을
128비트로 확장했다. 그리고 현재의 IP 프로토콜은 IPv6와 구분하기 위해 IPv4로 표현한다.

 

IP주소는 임의로 할당되는 것이 아니라, 특정 규칙에 따라 인접한 숫자를 그룹으로 묶어 관리한다.

IP주소는 경로를 선택할 때 중요한 역할을 한다.

 

호스트 이름

인터넷에서 특정 호스트와 연결하려면 반드시 해당 호스트 IP 주소를 알아야 한다.

숫자로된 IP는 기억하기 힘들다. 그래서 의미 파악이 쉬운 문자로 된 호스트 이름을 사용하는 것이 일반적이다.

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Reference

쉽게 배우는 데이터 통신과 네트워크

https://velog.io/@satoshi25/IP-%EC%A3%BC%EC%86%8C

IP 주소