IPv4

IPv4 주소는 32비트로 구성되어 8비트씩 4부분으로 나뉘며, 각 부분은 10진수로 표기된다. 예: 203.211.172.112 , 네트워크에서 장치 식별 및 위치 지정을 위해 사용된다. 

IPv4 주소는 처음 도입될 때 5개의 주소 클래스로 나뉘어 사용되었다. 각 클래스는 네트워크와 호스트 부분의 비트 수가 다르다.

1. 클래스 A
   - 범위: 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
   - 네트워크/호스트 비트: 8비트 네트워크, 24비트 호스트
   - 네트워크 수: 128개
   - 호스트 수: 네트워크당 약 1,670만 개

2. 클래스 B
   - 범위: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
   - 네트워크/호스트 비트: 16비트 네트워크, 16비트 호스트
   - 네트워크 수: 16,384개
   - 호스트 수: 네트워크당 약 65,000개

3. 클래스 C
   - 범위: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
   - 네트워크/호스트 비트: 24비트 네트워크, 8비트 호스트
   - 네트워크 수: 약 209만 개
   - 호스트 수: 네트워크당 256개

4. 클래스 D
   - 범위: 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
   - 용도: 멀티캐스트 주소

5. 클래스 E
   - 범위: 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255
   - 용도: 실험적, 연구 목적

□  Subnetting

IPv4 주소의 수는 약 43억 개로 제한되어 주소 부족 문제가 발생하였고, 이를 해결하기 위해 대형 네트워크를 더 작은 서브네트워크로 나누어 주소 공간을 효율적으로 사용하는 서브넷팅, 클래스 기반의 주소 할당을 대체하여 더 유연하고 효율적인 주소 할당을 해주는 CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 이 생겨났다.

□ 사설 IP 주소
특정 범위의 IP 주소는 사설 네트워크에서 사용하도록 예약되어 있으며, 인터넷에서는 사용되지 않다.

- 클래스 A: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
- 클래스 B: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
- 클래스 C: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255



□ 품질 제어 및 보안
- 품질 제어: IPv4는 Best Effort 방식으로 패킷을 전송하며, 품질 보장이 어려울 수 있다.
- 보안: 기본적으로 보안 기능이 없으며, IPSec 프로토콜을 통해 보안을 강화할 수 있다.

□ 한계와 문제점
- 주소 부족: IPv4 주소는 약 43억 개로 제한되어 있어, 전 세계의 모든 인터넷 장치에 충분하지 않다.
- 모바일 및 웹캐스팅의 어려움: IPv4는 모바일 환경과 웹캐스팅에 적합하지 않다.
- 주소 할당의 비효율성: 클래스 기반의 주소 할당 방식이 비효율적이며, 많은 주소가 낭비될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 IPv6가 도입되었다. IPv6는 더 많은 주소 공간을 제공하며, 품질 보장과 보안 기능을 향상시키고, 모바일 환경에 더 적합하게 설계되었다.

 

 

□ 네트워크 통신 방식

 유니캐스트 (Unicast) :

 

단일 인터페이스를 지정하며 MAC 주소를 기반으로 상대측 IP 주소를 목적지로 하는 일대일 통신 방식이며 유니캐스트 주소로 전송된 패킷은 그 주소에 해당하는 인터페이스에만 전달되어 한 컴퓨터에서 다른 특정 컴퓨터로 파일을 전송하는 경우, 유니캐스트 통신을 사용한다.

 멀티캐스트 (Multicast) :

 

여러 노드에 속한 인터페이스의 집합을 지정하여 멀티캐스트 주소로 전송된 패킷은 그 주소에 해당하는 모든 인터페이스에 전달된다. 하나 이상의 송신자가 네트워크의 특정 그룹에 패킷을 전송하여 특정 그룹에 속한 여러 장치들이 동일한 데이터를 수신할 수 있어 실시간 비디오 스트리밍, 온라인 강의 등에서 멀티캐스트 통신을 사용하여 여러 수신자에게 동시에 데이터를 전송한다.

브로드캐스트 (Broadcast) :

 

자신의 호스트가 속해 있는 네트워크 전체를 대상으로 패킷을 전송하는 일대다 통신 방식으로 주로 네트워크 초기 설정이나 주소 해석에 사용된다. ARP (Address Resolution Protocol) 요청은 브로드캐스트를 사용하여 네트워크 상의 모든 장치에게 MAC 주소를 요청한다.