[Network] 물리적 주소(MAC)와 논리적 주소(IP)

개요

현대 네트워크 통신에서는 두 가지 주요 주소 체계가 사용됩니다: 물리적 주소(MAC)와 논리적 주소(IP). 이 두 주소 체계는 각각 고유한 역할을 수행하며, 함께 작동하여 데이터가 올바른 목적지에 도달할 수 있게 합니다. 이 글에서는 MAC 주소와 IP 주소의 특징, 차이점, 그리고 네트워크에서의 역할에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

물리적 주소 (MAC)

정의와 특징

• MAC(Media Access Control) 주소는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 할당된 고유 식별자입니다.
• 48비트(6바이트) 길이로, 16진수로 표현됩니다. (예: 00:1A:2B:3C:4D:5E)
• 제조업체에 의해 하드웨어에 영구적으로 할당되며, 전 세계적으로 유일해야 합니다.

구조

• 앞의 24비트: OUI(Organizationally Unique Identifier), IEEE에서 제조업체에 할당
• 뒤의 24비트: 제조업체가 각 장치에 할당한 고유 번호

역할

• 로컬 네트워크에서 장치를 식별하는 데 사용됩니다.
• 데이터 링크 계층(OSI 모델의 2계층)에서 작동합니다.
• 같은 네트워크 세그먼트 내의 통신에 필수적입니다.

논리적 주소 (IP)

정의와 특징

• IP(Internet Protocol) 주소는 네트워크상의 장치를 식별하는 논리적 주소입니다.
• IPv4(32비트)와 IPv6(128비트) 두 가지 버전이 사용됩니다.
• 네트워크 관리자에 의해 할당되거나 DHCP를 통해 동적으로 할당될 수 있습니다.

구조

• IPv4: 8비트씩 4부분으로 구성 (예: 192.168.0.1)
• IPv6: 16비트씩 8부분으로 구성 (예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)

IP 주소 클래스 (IPv4)

• Class A: 0-127로 시작, 대규모 네트워크용
• Class B: 128-191로 시작, 중형 네트워크용
• Class C: 192-223로 시작, 소규모 네트워크용
• Class D: 224-239로 시작, 멀티캐스트용
• Class E: 240-255로 시작, 실험 및 향후 사용을 위해 예약

역할

• 전 세계적인 네트워크에서 장치를 식별하고 위치를 파악하는 데 사용됩니다.
• 네트워크 계층(OSI 모델의 3계층)에서 작동합니다.
• 라우팅을 가능하게 하여 데이터가 목적지에 도달할 수 있게 합니다.

MAC 주소와 IP 주소의 비교

1. 할당 방식
   • MAC: 제조업체에 의해 영구적으로 할당
   • IP: 네트워크 관리자 또는 DHCP에 의해 동적으로 할당
2. 변경 가능성
   • MAC: 일반적으로 변경 불가능 (일부 예외 있음)
   • IP: 쉽게 변경 가능
3. 계층
   • MAC: 데이터 링크 계층 (OSI 2계층)
   • IP: 네트워크 계층 (OSI 3계층)
4. 범위
   • MAC: 로컬 네트워크 내에서만 의미 있음
   • IP: 전 세계적인 네트워크에서 의미 있음
5. 길이
   • MAC: 48비트 (IPv6에서는 64비트 사용)
   • IP: IPv4는 32비트, IPv6는 128비트

참고

ARP(Address Resolution Protocol)

MAC 주소와 IP 주소는 ARP를 통해 서로 연결됩니다. ARP는 IP 주소를 해당하는 MAC 주소로 변환하는 프로토콜입니다. 이를 통해 네트워크 장비는 논리적 주소(IP)를 물리적 주소(MAC)로 매핑하여 데이터를 올바른 목적지로 전송할 수 있습니다.

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)

RARP는 ARP의 반대 기능을 수행하는 프로토콜로, MAC 주소를 이용해 IP 주소를 알아내는 데 사용됩니다. 주로 자신의 MAC 주소는 알지만 IP 주소를 모르는 장치가 네트워크에서 IP 주소를 획득하기 위해 사용됩니다. RARP 요청을 받은 RARP 서버는 해당 MAC 주소에 대응하는 IP 주소를 응답으로 전송합니다. 이 프로토콜은 초기에 디스크가 없는 워크스테이션이나 부팅 단계의 장치에서 주로 사용되었지만, 현대 네트워크에서는 BOOTP나 DHCP와 같은 더 강력한 프로토콜로 대체되었습니다. 이들 프로토콜은 IP 주소뿐만 아니라 서브넷 마스크, 기본 게이트웨이 등 더 많은 네트워크 구성 정보를 제공할 수 있기 때문입니다.

 

결론

물리적 주소(MAC)와 논리적 주소(IP)는 각각 고유한 역할을 수행하며, 함께 작동하여 효율적인 네트워크 통신을 가능하게 합니다. MAC 주소는 로컬 네트워크에서 장치를 식별하는 데 사용되며, IP 주소는 전 세계적인 네트워크에서 장치를 식별하고 라우팅을 가능하게 합니다. 이 두 주소 체계의 이해는 네트워크 관리와 문제 해결에 필수적이며, 현대 인터넷 인프라의 기본이 됩니다. 향후 네트워크 기술이 발전함에 따라 주소 체계도 진화할 수 있지만, 물리적 식별과 논리적 주소 지정의 기본 개념은 계속해서 중요한 역할을 할 것입니다.