컴퓨터 네트워크의 기초 1부 - IP 주소

네트워크는 컴퓨터 환경에서 따로 떼어 놓고 말할 수 없을 만큼 우리 생활에 너무도 깊숙이 자리 잡았다. 있으면 그저 편리한 기술을 넘어, 이젠 없으면 일상생활이 불가능할 정도로 중요한 요소가 된 것이다. 인터넷이 대표적이다. 우리나라를 비롯해 전 세계에 걸쳐 기술적, 문화적 트렌드가 인터넷을 통해 전파되고 있다. 우리와 같은 최종 사용자는 이러한 인터넷을 유용하게 활용하면 그만이지만, 보다 편리하고 윤택한 삶을 영위하기 위해서는 선행되어야 할 학습이 있다. 이에 IT동아에서는 컴퓨터 네트워크를 폭넓게 활용할 수 있는 기초 정보를 몇 차례에 걸쳐 제공하고자 한다. 물론 이런 정보를 굳이 학습하지 않아도 살아가는 데, 인터넷을 사용하는 데 어떠한 지장도 없다. 하지만 짬짬이 습득하여 쌓아두면 언젠가는 반드시 도움될 것이라 자신한다.

IP 주소란 무엇인가

편지는 받는 사람의 주소를 토대로 정확하게 배송한다. 이메일도 마찬가지로, 이메일 주소가 있어야 원하는 내용을 원하는 사용자에게 보낼 수 있다. 컴퓨터 네트워크에서 IP(Internet Protocol) 주소는 전 세계 컴퓨터에 부여된 고유의 식별 주소다. 이론적으로 세상의 모든 컴퓨터(또는 네트워크 기기)는 중복되지 않는 IP 주소를 가지고 있어야 한다. 그래야 상호 충돌 없이 네트워크에 연결될 수 있기 때문이다. 따라서 IP 주소는 컴퓨터끼리 서로 통신하기 위한 '전화번호'라 생각하면 이해가 쉽다. 참고로 IP 주소는 각 나라의 공인기관에서 할당/관리하는데, 우리나라는 한국인터넷진흥원(www.krnic.or.kr)이 이에 해당된다.

이렇듯 IP 주소의 기본 개념은 그리 어렵지 않지만, 그 종류와 형태, 용도 등이 다양해서 혼동되기도 한다. 여기서는 컴퓨터나 스마트폰, 기타 모바일 기기를 사용할 때 접할 수 있는 기본 용어와 개념에 대해서만 기술한다.

IP 주소의 기본 골격

2010년 9월 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 32개다. 예를 들어, '123.123.123.123'과 같은 식이다. 단 각 마디(옥텟)의 숫자는 255(0~255)를 넘을 수 없다. 따라서 IPv4 체계의 IP 주소로는 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지 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 기존 IPv4의 32개 숫자가 128개로 늘어나고, 마디도 4개에서 16개로 증가한 형태다. 예를 들어, 3.4x10의 38승(읽을 수도 없다)에 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'라고도 한다). 다만 IPv6는 현재 테스트 단계라 현재의 IPv4 체계를 완전히 대체하기까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 예상된다.

형태 및 용도에 따른 구분

IP 주소는 사용 목적과 용도 등에 따라 여러 가지로 구분된다. 이들을 모두 자세하게 알 필요는 없지만, 인터넷과 관련 기기를 사용할 때 접할 수 있는 용어는 간단하게나마 숙지하는 것이 좋다.

사용 범위에 따른 구분 1. 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 토대도 내 컴퓨터에 (1차) 접근이 가능하다. 따라서 공인 IP 주소를 사용하려면 보안 장비(방화벽 등)가 반드시 필요하다. 다만 가정에서는 가입한 인터넷 서비스 회사(KT나 SK텔레콤 등)에서 보안 서비스를 제공하고 있기에 크게 걱정할 필요는 없다.

사용 범위에 따른 구분 2. 가상 IP 주소

공인 IP 주소가 공개형이라면 가상(private) IP 주소는 폐쇄형이다. 종종 '사설 IP 주소'라고도 하는데, 공인되지 않은 가상의 IP 주소라는 의미 때문이다. 즉, 이 가상 IP 주소는 외부에 공개되지 않아 외부에서 검색, 접근이 근본적으로 불가능하다. 가상 IP 주소는 주소 대역이 3개로 고정되어 있다. 이를테면, '192.168.xxx.xxx'와 '172.10.xxx.xxx', 그리고 '10.xxx.xxx.xxx' 대역이다. 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 드는 것이 이해하기 쉽겠다. 그동안 컴퓨터 한 대에 100.100.100.100라는 공인 IP 주소로 인터넷에 접속하다가 유무선 인터넷 공유기를 설치해 연결했다면, 공유기의 IP 주소가 100.100.100.100이 되고 공유기에 연결된 컴퓨터는 192.168.0.10 등과 같은 가상 IP 주소가 할당된다.

이러한 가상 IP 주소를 사용하는 이유는 두 가지 때문이다. 하나는 방금 언급한 IP 주소를 공유하기 위함이다. 이는 IPv4의 IP 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 할당받아 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 역할도 수행하고 있다.

IP 주소 확인하는 방법
이쯤 되면 자신의 컴퓨터에 어떤 IP 주소가 설정되어 있는지 궁금할 것이다. 사용하는 운영체계가 MS 윈도우 XP, 비스타, 7이라면 '시작' - '실행' - 'cmd' 입력하고 엔터를 치면 '명령 프롬프트' 창이 나타난다. 여기서 'ipconfig /all' 명령을 실행하면 현재 IP 주소 등을 비롯한 각종 네트워크 정보를 확인할 수 있다. '명령 프롬프트' 외에도 IP 주소를 확인할 수 있는 방법은 다양하다.

할당 방식에 따른 구분 1. 고정 IP 주소

앞서 살펴본 공인 IP 주소든 가상 IP 주소든 컴퓨터 등에 IP 주소를 설정하려면, 누군가는 IP 주소를 배급, 할당해 줘야 한다. 공인 IP 주소라면 해당 인터넷 서비스 업체의 주소 할당 서비스가, 가상 IP 주소라면 인터넷 공유기가 이에 해당된다. 이때 IP 주소를 할당받는 컴퓨터 등은 이를 자동으로 설정할지, 아니면 수동으로 입력해서 설정할지를 선택할 수 있다. 고정 IP 주소는 사용자가 직접 IP 주소를 입력해 주소를 설정하는 방식을 말한다. IP 주소가 변경되면 안 되는 컴퓨터 등(파일 공유 서버 등)에 적합한 것으로 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(앞서 언급했듯 255를 넘을 수 없다).

할당 방식에 따른 구분 2. 유동 IP 주소

IP 주소를 할당하는 서버가 주는 그대로 컴퓨터 등에 자동 설정하는 방식이다. 이를 네트워크 용어로 '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. 컴퓨터 수가 많은 환경에서 특히 간편하고 유용한 기능이다. 이론적으로는 매번 부팅할 때마다(즉 IP 할당 요청이 발생할 때마다) IP 주소는 변경되지만, 일반적으로는 이전에 할당받았던 IP 주소를 그대로 할당받는 경우가 더 많다. 인터넷 공유기는 앞서 가상 IP 주소를 생성(NAT 서비스)하여 각 컴퓨터 등에 자동 할당(DHCP 서비스)하는 역할을 하는 것이다.

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'이다. 네트워크에 연결되려면 이 두 정보는 반드시 쌍으로 입력되어야 한다. 서브넷 마스크라는 용어를 풀어 보면 ‘하위(sub) 네트워크(net)를 구분하는 표기(mask)법’이라 할 수 있다. 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 입력해야 한다. 따라서 IP 주소가 정확하더라도 서브넷 마스크가 틀리면 인터넷 접속이 불가능하다.

서브넷 마스크는 일반적으로 '255.0.0.0' 또는 '255.255.0.0', '255.255.255.0' 등의 형식으로 표기된다.

지금까지 설명한 내용을 네트워크(또는 TCP/IP) 관련 전문서적에서 찾아보면 상당한 분량을 차지하고 있음을 알 수 있다. 컴퓨터 네트워크를 이해하는 데 있어 그만큼 중요하고 복잡한 부분이기 때문이다. 물론 윗글로 이에 대해 완벽하게 이해하리라 기대할 수는 없지만, 각 요소가 어떠한 역할과 의미를 가지고 있는지 정도는 파악할 수 있을 것이라 생각한다. 다음 강의에서는 IP 주소와 서브넷 마스크와 함께 기본적인 네트워크 정보로 인식되는 게이트웨이와 DNS 주소에 대해 설명한다.

글 / IT동아 이문규(munch@itdonga.com)