[IT강의실] 컴퓨터 네트워크의 전화번호 - IP주소

[용어로 보는 IT 2015년 개정판]

IP 주소란 무엇인가

현재(2015년 기준) 인터넷에 연결된 컴퓨터(혹은 모바일 기기 등)에 할당된 IP 주소는 거의 대부분 IPv4(IPversion4) 형태다. 이 IPv4의 주소 체계는 3자리 숫자가 4마디로 표기된다(각 마디를 옥텟(octet)이라 한다). 표기되는 숫자는 총 12개다. 예를 들어, '123.123.123.123'과 같은 식이다. 단, 각 마디(옥텟)의 숫자는 255(0~255)를 넘을 수 없다. 컴퓨터 내부적으로는 이를 32개의 이진수(32비트)로 처리하기 때문이다. 따라서IPv4 체계의 IP 주소로는 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지 2의 32제곱, 약 42억 개의 주소를 사용할 수 있다. 숫자로 보면 IP 주소가 엄청나게 많은 듯하지만, 지금까지 인터넷이 발전되면서 점차 IP 주소 고갈 현상이 나타나고 있다. 전 세계 컴퓨터를 비롯한 다양한 기기가 고유한 IP 주소를 가져야 하기 때문이다.

IP 주소의 기본 골격

2011년 1월 현재, 인터넷에 연결된 컴퓨터(혹은 모바일 기기 등)에 할당된 IP 주소는 거의 대부분 IPv4(IP version4) 형태다. 이 IPv4의 주소 체계는 3자리 숫자가 4마디로 표기된다(각 마디를 옥텟(octet)이라 한다). 표기되는 숫자는 총 12개다. 예를 들어, '123.123.123.123'과 같은 식이다. 단, 각 마디(옥텟)의 숫자는 255(0~255)를 넘을 수 없다. 컴퓨터 내부적으로는 이를 32개의 이진수(32비트)로 처리하기 때문이다. 따라서 IPv4 체계의 IP 주소로는 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지 2의 32제곱, 약 42억 개의 주소를 사용할 수 있다. 숫자로 보면 IP 주소가 엄청나게 많은 듯하지만, 지금까지 인터넷이 발전되면서 점차 IP 주소 고갈 현상이 나타나고 있다. 전 세계 컴퓨터를 비롯한 다양한 기기가 고유한 IP 주소를 가져야 하기 때문이다.

이와 같은 IP 주소 부족 문제를 해결하기 위해 제안된 새로운 IP 주소 체계가 IPv6다. 이는 IPv4가 32개의 이진수로 처리하던 IP 주소를 128개의 이진수(128비트)로 처리하게 된다. 따라서, 2의 128제곱인 약 3.4x1038에 해당하는 IP 주소를 사용할 수 있게 된다. 한 마디로 거의 무한대로 사용할 수 있는 정도다. 이렇게 되면 비단 컴퓨터 관련 기기뿐 아니라, 냉장고, TV, 세탁기, 전자레인지 등 일반 가전에도 IP 주소를 부여할 수 있어 각 기기 간의 통신이 가능해 진다(이러한 통신 환경을 일컬어 '유비쿼터스(Ubiquitous)'라고도 한다). 다만 IPv6는 현재 테스트 단계라 현재의 IPv4 체계를 완전히 대체하기까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 예상된다.

IPv4의 IP개수 = 232개 = 42억 9496만 7296개

IPv6의 IP개수 = 2128개 = 340간 2823구 6692양 0938자 4634해 6337경 4607조 4317억 6821만 1456개

참고로 IP 주소는 대역에 따라 클래스(class) A, B, C, D, E 등으로 나눌 수 있다. 클래스 A는 대규모 네트워크 환경에 쓰이며, IP 주소 4마디 중 첫 번째 마디의 숫자가 1~126(약 1,600만 개 IP 주소 사용 가능)까지 사용된다. 클래스 B는 중규모 네트워크 환경용으로 129~191(약 65,000개 IP 주소 사용 가능)까지, 클래스 C는 소규모 네트워크 환경에 적용되는 것으로 192~223(254개 IP 주소 사용 가능)까지 사용된다.

클래스 D와 E가 223 이후의 숫자로 구성되는데, 이는 연구/개발용 IP 주소이므로 일반적인 용도로 활용되지 않는다. 한편 IP 주소는 사용 목적과 용도 등에 따라 여러 가지로 구분되기도 한다. 일반적으로 이들을 모두 자세하게 알 필요는 없지만, 인터넷과 관련 기기를 사용할 때 접할 수 있는 용어는 간단하게나마 숙지하는 것이 좋다.

사용 범위에 따른 구분

공인 IP 주소

단어 그대로, 공인기관에서 인증한 공개형(public) IP 주소다. 인터넷 유무선 공유기를 사용하지 않는 한 컴퓨터 등에서 사용하는 대부분의 IP 주소는 공인 IP 주소다. 우편물로 치면 우체국에서 배달하는 실제 주소인 셈이다. 이 주소는 외부로 공개되어 누구라도 그 주소로 우편물을 보낼 수 있는 것처럼, 공인 IP 주소도 외부에 공개되어 있어 다른 컴퓨터 등에서 검색, 접근이 가능하다. 예를 들어, 내 컴퓨터의 IP 주소가 100.100.100.100이라면 인터넷에 연결된 어떤 사용자(혹은 컴퓨터)라도 이 IP 주소를 토대로 내 컴퓨터에 (1차) 접근이 가능하다. 따라서 공인 IP 주소를 사용하려면 보안 장비(방화벽 등)가 반드시 필요하다. 다만 가정에서는 가입한 인터넷 서비스 회사(ISP, KT, SK브로드밴드, LG유플러스 등)에서 보안 서비스를 제공하고 있기에 크게 걱정할 필요는 없다.

가상 IP 주소

공인 IP 주소가 공개형이라면 가상(private) IP 주소(혹은 사설 IP주소라고도 함)는 폐쇄형이다. 공인되지 않은IP 주소라는 의미 때문이다. 즉, 이 가상 IP 주소는 외부에 공개되지 않아 외부에서 검색, 접근이 근본적으로 불가능하다. 가상 IP주소는 주소 대역이 3개로 고정되어 있다. 이를 테면, '192.168.xxx.xxx'와 '172.10.xxx.xxx', 그리고 '10.xxx.xxx.xxx' 대역이다. 이러한 가상 IP 주소는 인터넷 유무선 공유기를 사용할 때 흔히 접하게 되는데, 하나의 공인 IP 주소를 공유하여 여러 대의 컴퓨터가 인터넷에 접속하게 하려면 가상 IP 주소가 필요하기 때문이다.

예를 들어, 그 동안 컴퓨터 한 대를 100.100.100.100라는 공인 IP 주소로 설정해 인터넷에 접속하다가 유무선 인터넷 공유기를 설치해 연결했다면, 이후로는 공유기 IP 주소가 100.100.100.100이 되고 공유기에 연결된 해당 컴퓨터에는 192.168.0.10 등과 같은 가상 IP 주소가 할당된다. 이러한 가상IP 주소를 사용하는 이유는 두 가지다.

하나는 위에서 언급한 대로 IP 주소를 공유하기 위함이다. 이는 IPv4 체계의IP 주소 부족 문제를 해결할 수 있는 방안이기도 하다. 공유기가 없다면 사무실에 있는 10대의 컴퓨터 각각에 모두 공인 IP 주소를 부여해야 하지만, 공유기가 있으면 1개 공인 IP 주소만 공유기에 할당하고, 10대의 컴퓨터는 가상 IP 주소를 각각 할당 받아 인터넷에 접속할 수 있게 된다.

또 하나의 이유는 보안 때문이다. 가상 IP 주소가 할당된 컴퓨터 등은 외부에서 검색, 접근이 기본적으로 불가능하다. 일반적으로 인터넷 공유기가 그러한 보안 장비의 역할(네트워크 방화벽)도 수행하고 있다.

할당 방식에 따른 구분

고정 IP 주소

공인 IP 주소든 가상 IP 주소든 컴퓨터 등에 IP 주소를 설정하려면, 누군가(주로 서버 시스템)가 IP 주소를 컴퓨터에 배급, 할당해 줘야 한다. 공인 IP 주소라면 해당 인터넷 서비스 업체의 주소 할당 서비스가, 가상 IP 주소라면 인터넷 공유기가 이 역할을 수행한다. 이때 IP 주소를 할당 받는 컴퓨터 등은 이를 자동으로 설정할지, 아니면 수동으로 설정할지를 선택할 수 있다. 고정 IP 주소는 사용자가 직접 IP 주소를 입력해 주소를 설정하는 방식을 말한다. IP 주소가 변경되면 안 되는 컴퓨터(파일 공유 서버 등) 등에 적합한 것으로 일반적으로 특별한 경우 외에는 사용할 기회가 거의 없다. 윈도우의 네트워크 연결 속성 페이지에서 '다음 IP 주소 사용' 옵션을 선택하고, 원하는 IP 주소를 4개 마디에 맞게 입력하면 된다(각 마디는 255를 넘을 수 없다).

유동 IP 주소

IP 주소를 할당하는 특정 서버가 보내 주는 정보 그대로 컴퓨터에 자동 설정되는 방식이다. 이를 'DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)' 서비스라 하는데, 컴퓨터가 부팅하면 DHCP 서버에 IP 주소 할당을 요청하고, 이를 수신한 DHCP 서버가 해당 컴퓨터에 IP 주소 등의 네트워크 정보를 전달하면, 컴퓨터에서는 이를 자동으로 등록, 설정하게 된다. 이 DHCP 서비스는 컴퓨터 수가 많은 환경에서 특히 간편하고 유용하다. 이론적으로 컴퓨터가 매번 부팅할 때마다(즉 IP 할당 요청이 발생할 때마다) IP 주소는 변경되지만, 이전에 할당 받았던 IP 주소 그대로 재할당 받는 경우가 더 많다. 인터넷 공유기는 가상 IP 주소를 생성(NAT 서비스)하여 각 컴퓨터 등에 자동 할당(DHCP 서비스)하는 역할을 동시에 수행하는 것이다.

1. 컴퓨터가 부팅되며 DHCP 서버가 존재함을 탐지한다
2. DHCP 서버는 컴퓨터에 IP 주소 등이 할당되어 있는지 확인한다
3. 컴퓨터가 DHCP 서버에 IP 주소 할당을 요청한다
4. DHCP 서버는 IP 주소 할당 현황에 따라 IP 주소 등의 정보를 컴퓨터에 할당한다

물론 DHCP 서비스를 적용했어도 특정 컴퓨터에 고정 IP 주소를 할당해야 한다면, (앞서 설명한 대로) 윈도우 네트워크 속성 페이지에서 '다음 IP 주소 사용' 설정을 이용하면 된다. 그럼 그 컴퓨터는 IP 주소 자동 할당 목록에서 제외된다.

IP 주소의 동반자, 서브넷 마스크

IP 주소가 '바늘'이라면, 서브넷 마스크(subnet mask)는 '실'이라 할 수 있다. 네트워크에 연결되려면 이 두 정보는 반드시 짝을 이뤄 입력되어야 한다. 서브넷 마스크라는 용어를 풀어 보면 ‘하위(sub) 네트워크(net)를 구분하는 표기(mask)법’이라 할 수 있다. 다시 우편물로 예를 들자. 한 집에 두 가구가 사는 경우 주소는 같지만 최종 목적지가 다르다. 이때는 주소 마지막에 '1층' 또는 '2층'이라 표기해야 하는 것처럼, 서브넷 마스크도 네트워크 구역을 정확하게 구분하는데 사용된다. 즉, 같은 IP 주소 대역이라도 네트워크를 A, B, C 등의 구역으로 나눌 수 있는데, 이를 구분하는 기준이라는 것이다.

이러한 서브넷 마스크는 사용자가 임의로 설정하는 게 아니라, IP 주소를 할당하는 인터넷 서비스 업체에서 제공하는 값을 그대로 입력해야 한다. 따라서 IP 주소가 정확하더라도 서브넷 마스크가 틀리면 인터넷 접속이 불가능하다. 서브넷 마스크는 일반적으로 '255.0.0.0(클래스 A)' 또는 '255.255.0.0(클래스 B)', '255.255.255.0(클래스 C)' 등의 형식으로 표기된다.

IP 주소 확인하는 방법

자신의 컴퓨터에 설치된 운영체계가 MS 윈도우 7 이상이라면, '시작' - '실행' - 'cmd' 입력하고 엔터를 치면 '명령 프롬프트' 창이 나타난다(윈도우 8의 경우 ‘시작’ 마우스 오른쪽 버튼 클릭 후 ‘실행’) . 여기서 'ipconfig /all' 명령을 실행하면 현재 IP 주소 등을 비롯한 각종 네트워크 정보를 확인할 수 있다. 이 방법 외에도 IP 주소를 확인할 수 있는 방법은 다양하다.

글 / IT동아 이문규(munch@itdonga.com)

본 기사는 네이버캐스트(http://navercast.naver.com/)의 '용어로 보는 IT' 코너에도 함께 연재됩니다.