[컴퓨터 네트워크] IPv4의 주소 고갈과 그 해결 방안

IPv4는 32비트 주소를 사용한다. 개수로 따지면, $2^{32}$개 즉, 4,294,967,296개의 주소가 있는 셈이지만, 인터넷의 발달에 따라 대략 이 43억 개에 달하는 주소도 부족하게 되었다.

이 때문에 여러가지 방안이 고안 되었는데, 장기적인 방안이자 해결책으로서 IPv6 주소 체계가 만들어졌다. IPv6는 128비트 주소를 사용한다. 즉, $2^{128}$개라는 어마어마한 수의 주소를 커버할 수 있게 된 셈이다.

하지만 기존의 장비들을 한 번에 IPv4에서 IPv6로 바꿀 수는 없는 노릇이기에 IPv4를 부족한 데로 사용할 단기적인 방안이 필요했다. 그것이 이번 포스트의 주제이다.

1. Classless Address
2. DHCP
3. NAT

IPv4의 주소 고갈을 해결할 단기적인 방안은 이렇게 세 가지다. 이 글에서는 간단하게 개념 정도만 소개할 예정이다.

 

Classless Address

IPv4 주소가 부족해지기 전까지는 클래스 기반 주소 지정 방식을 사용했다. 32bit의 주소를 A~E 클래스까지 구분해두는 방식인데, 이러한 방식의 문제점은 사용하지 않는 주소가 다수 발생하게 된다는 것이었다. 주소의 절대적인 수가 부족해진 지금, 조금이라도 주소를 효율적으로 사용할 필요가 있었기에 기존에 사용하던 주소 지정 방식을 바꿀 필요가 있었다.

이러한 이유로 등장한 것이 클래스 없는 주소 지정 방식이다.

클래스 없는 주소 지정 방식에서는 IP를 네트워크 부분(Prefix)과 호스트 부분(Suffix)로 나눈다. 클래스 기반 주소와는 달리 유연하게 네트워크에 해당하는 비트의 크기를 유동적으로 조정할 수 있어 보다 효율적인 주소 운용이 가능해졌다.

Prefix가 길 수록 할당할 수 있는 호스트의 수가 적어지므로, 작은 네트워크라고 할 수 있다. 반대로 Prefix가 짧으면 할당할 수 있는 호스트의 수가 증가하므로, 큰 네트워크가 된다.

 

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol

동적 호스트 구성 프로토콜. 쉽게 말해 유동 아이피이다. 우리의 IP는 실제로 고정되어 있지 않다. (물론 고정된 것도 있기는 하지만, 대부분은 그렇다는 이야기다.)

IP를 필요로 하는 컴퓨터에게 자동으로 할당해서 사용할 수 있도록 해주고, 사용하지 않으면 반환 받아 다른 컴퓨터에게 할당해준다.

예를 들어, 어떤 지역에 1만 가구가 있는데, 그 중 네트워크를 사용하는 가구가 1,000 가구 밖에 안 된다면 이 중 9,000개의 아이피는 놀고 있는 셈이 된다. 그렇기에 현재 사용하는 1,000 가구에만 아이피를 할당해주고 나머지 가구에 대해서는 네트워크를 사용할 때 아이피를 할당하는 식으로 주소를 재활용한다.

 

NAT

Network Address Translation

여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 이용하여 인터넷에 접속하기 위해서 사용한다. 우리는 인터넷 공유기 하나에 컴퓨터, 스마트폰 등등 많은 기기들을 연결해서 사용한다. 즉, 이 모든 기기가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하는 것이다.

그렇기에 너무 많은 기기가 동시에 인터넷에 접속하면 인터넷이 느려지는 단점도 존재한다.

Q. 실제로 각 기기 별로 IP 주소를 확인해보면 IP주소가 다 다른데요?

A. 사설 IP 혹은 가상 IP라고 불리는 가짜 IP다. 따로 테이블을 기록하여 관리한다.