IPv4란 무엇입니까?

IPv4는 1983년 ARPANET에 첫 번째 버전이 배포된 이후로 표준 인터넷 주소 지정 체계였습니다. IPv4의 후속 버전인 IPv6은 2017년에 표준화되었지만 1998년 이후 초안 버전이 공개되었음에도 불구하고 여전히 느린 채택에 직면해 있습니다. IPv6으로의 이동은 시급한 것으로 보입니다. 사용 가능한 IPv4 주소 공간이 모두 소진되었기 때문입니다.

IPv4 설계

IPv4는 총 2^32개의 IP 주소, 즉 4,294,967,296개의 가능한 고유 주소를 허용하는 32비트 주소 공간을 사용합니다.

IPv4 주소는 일반적으로 마침표로 구분된 10진수 형식의 4개의 이진 옥텟으로 구성된 점으로 구분된 쿼드 표기법으로 표시됩니다. 예를 들어 172.67.69.195는 2진수로 10101100.01000011.01000101.11000011입니다. 이 디자인 때문에 각 옥텟은 0에서 255 사이만 될 수 있습니다.

IPv4 주소 소진

초기에 IPv4의 네트워크 구조는 주로 A, B, C 클래스로 분할되었습니다. 클래스 A 네트워크는 첫 번째 옥텟을 사용하여 네트워크를 정의하고 다른 모든 비트는 호스트에 할당할 수 있으므로 128개의 가능한 네트워크가 허용됩니다. 각각 1,600만 이상의 호스트가 있습니다. 클래스 B 네트워크는 처음 두 옥텟을 네트워크 주소로 사용하고 마지막 두 옥텟을 호스트 주소로 사용하여 65,000개 이상의 호스트로 구성된 16,000개 이상의 네트워크를 허용합니다. 마지막으로 클래스 C 네트워크는 네트워크 주소에 처음 세 옥텟을 사용하고 호스트 주소에 마지막 옥텟을 사용하여 최대 256개의 호스트로 구성된 2백만 개 이상의 네트워크를 허용했습니다.

원래 회사에서 IP 주소가 필요한 경우 지역 공급자에게 클래스 C 네트워크를 요청할 수 있었고, 해당 공간이 모두 필요하지 않으면 여전히 얻을 수 있었고 더 필요하면 클래스 B 네트워크를 제공했습니다. Apple, Ford, US Postal Service, AT&T 및 Comcast를 포함한 몇몇 회사는 클래스 A 네트워크를 할당받기까지 했습니다. 미 국방부에는 13개의 A급 네트워크가 할당되어 있습니다.

시간이 지남에 따라 이러한 접근 방식은 할당할 주소가 부족한 주소 체계로 빠르게 이어질 것이라고 결정되었습니다. 임의 크기의 IP 주소 블록을 할당할 수 있는 CIDR 또는 Classless Inter-Domain Routing이라는 새로운 절차가 생성되었습니다. 이것은 궁극적인 주소 풀 고갈을 방지했습니다.

IP 주소 사용량을 줄이는 또 다른 도구는 내부적으로는 사용할 수 있지만 인터넷에서는 사용할 수 없는 사설 IP 주소 범위를 지정하는 것입니다. 이 접근 방식을 통해 모든 내부 네트워크는 사용 가능한 주소 공간을 약간 희생하면서 동일한 주소 지정 체계를 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 개인 네트워크 범위는 홈 네트워크에 있는 범위일 것입니다. 192.168.0.0에서 시작하여 192.168.255.255로 이동합니다.

이 기술은 이제 홈 라우터와 같은 인터넷 게이트웨이가 네트워크에서 공용 IP 주소를 가진 유일한 장치임을 의미했습니다. 라우터는 들어오는 모든 트래픽을 변환하고 NAT와 PAT라는 두 가지 프로세스를 통해 네트워크에서 어떤 호스트로 보내야 하는지 알아냅니다. NAT는 네트워크 주소 변환이고 PAT는 포트 주소 변환이며, 공용 IP 주소를 직접 갖지 않으면서도 장치가 인터넷에 서비스를 열 수 있도록 라우터에서 사용됩니다.

IPv4 주소 고갈을 방지하기 위한 모든 가능한 노력에도 불구하고 모든 지역 등록 기관은 현재 할당되지 않은 IPv4 주소 공급을 모두 소진했으며 할당되지 않은 마지막 주소는 2019년 11월 25일에 할당되었습니다. 4,294,967,296개의 IP 주소가 모두 할당되었습니다. 지역 등록 대행자는 반환된 IP 주소만 재할당할 수 있습니다. 주소가 필요한 모든 장치가 주소를 얻을 수 있도록 하려면 이제 IPv6으로의 전환이 중요합니다. IPv6은 본질적으로 고갈되지 않는 IP 주소 공급을 제공하는 훨씬 더 긴 주소 지정 체계를 사용합니다.