에밀의 IP

IPv4가 봉착한 문제

IPv4는 4개의 파트로 구성이 되어 있는데 각 파트당 8비트로 구성된다 그렇기 때문에 총 32비트가 나온다 그래서 총 2의 32승 개의 서로 다른 주소를 표현을 할 수가 있다
대략 42억 9496만 7296개의 주소를 표현할 수 있다
미국에 존재하는 총 네트워크 호스트의 개수
- 계산 과정은 가정당 평균 호스트의 개수 * 곱하기 총 가정의 수이다
- 가정당 평균 호스트의 개수가 제가 검색을 해보니까 대충 22개 정도 나온다 그리고 가정의 수가 대충 1억 2천 3백만개 정도 가정이 있으니까 두 개를 곱해보면 27억 개의 호스트 개수가 나온다
42억 개 거기서 27억을 빼면 대충 15억이다 그리고 미국 인구가 3억이니까 78억에서 3억을 빼면 75억 그러면 75억 명이 15억 개의 주소를 나눠서 써야 된다라는 문제에 봉착을 하게된다
그래서 이제 일부 주소를 빼놓고 그 주소는 이제 LAN 내부적으로만 사용을 하고 외부와 통신할 때만 퍼블릭 IP를 할당해주자 라는 아이디어를 내게된다
여기서 말하는 일부 주소라는게 프라이빗 IP인데 이 IP 대역들은 랜 내부에서만 사용하는 용도로 사용하자 그러니까 랜끼리는 이제 중복이 되어도 되지만 랜 내부에서는 유니크 해야 된다 이런 용도로 사용하는 것이다 그렇게 해서 사용되는 기술이 바로 NAT이다

NAT는 IP 헤더에 있는 네트워크 주소 정보를 수정해서 다른 주소로 변환을 해주는 기술이다
프라이빗 IP 로 패킷을 보내면 NAT Gateway라는 곳 이제 외부 네트워크와 통신을 하는 어떤 관문 같은 역할을 한다고 보면 된다 거기서 주소를 자기한테 할당받은 아이피로 맵핑을 해준다 이것이 이제 Static NAT라는 것이다

Static NAT는 하나의 퍼블릭 IP를 하나의 프라이빗 IP와 맵핑하는 기술이다
1대1로 맵핑을 해버리게 되면은 주소를 전혀 줄이지를 못하고 주소 고갈 문제를 전혀 해결하지 못하는데 이걸 쓰는 이유는 바로 우리가 서버 호스트 서버는 IP가 변경되면 안된다 그럴 때 이제 호스트가 일정한 IP주소를 할당받아야 될 때 사용하게 된다

여러 퍼블릭 IP를여러 프라이빗 IP와 동적으로 맵핑하는 기술
Nat Gateway에서 주소 풀이 있다 이 주소 풀에서 이제 네트워크에 참여하고 싶다 하는 호스트가 있을 때 선착순으로 하나씩 할당을 해 준다
송신 IP가 위아래가 서로 다른 것을 확인할 수 있다 그리고 이것이 변환이 되어가지고 서로 다른 IP로 할당이 되었다 이렇게 변환이 되게 되면은 NAT 테이블이 나오게 된다
이제 할당받은 public IP가 좀 충분하고 호스트가 고정 IP를 가질 필요가 없을 때 사용하게 된다
그래도 이것도 좀 충분하지 않은 것 같다 만약 내가 IP를 하나만 할당받았으면 어떡해요? 라고 해서 나온 것이 바로 이 PAT이다

이것은 여러 Private IP 주소를 하나의 IP 주소로 맵핑하는 기술이다
하나의 IP 주소만 있는데 다른 호스트를 식별할 수 있는 이유는 포트를 다르게 함으로써 서로 다른 호스트를 식별할 수가 있다
다른 IP로 패킷을 보낸다 근데 송신 IP가 변환이 되고 나니까 같은 것을 확인할 수가 있다 다만 포트 번호가 달라졌다 이런 식으로 포트로 서로 다른 호스트를 식별을 하게 된다
NAT 테이블인데 여기 inside global이라고 적혀있는 부분이 이제 외부에 공개되는 public IP라고 보면 된다
inside local이 이제 localhost의 private IP라고 보면 된다
public IP의 IP 주소가 전부 다 동일한 것을 확인할 수가 있다 포트 번호만 전부 다 다르게 할당이 되었다 이런 식으로 주소 변환을 하게 돼서 공개를 하게 된다
이것은 굉장히 제한된 IP 주소만 가지고 있을 때 그리고 어떤 호스트도 고정 주소를 가질 필요가 없을 때 사용을 하게 된다