[네트워크] 스타벅스에서 IPv4주소의 기본 구조 이해하기

❗본 포스팅은 널널한 개발자님의 강의 영상을 바탕으로 개인적으로 정리한 내용입니다

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오늘은 스타벅스에서 커피 한 잔의 여유를 즐기며~ 공부한 IPv4 주소의 기본 구조에 대해 가볍게 정리해보려 합니다.
혹시 “IPv4가 뭐였더라?” 하고 잠깐 멈칫하셨다면, 지금 같이 가볍게 복습해보시죠 :)

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💫 IPv4, OSI 7 계층에서의 역할과 구조

네트워크를 공부하다, IPv4를 제대로 이해하려면 OSI 7 계층 중 3계층(네트워크 계층)에 대해 알아야 한다는 걸 알게 될 겁니다. 그렇다면, 3계층은 도대체 뭐하는 친구일까요?

 

3계층의 가장 중요한 역할은 바로 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 전달하는 것, 즉 라우팅을 해주는 겁니다.

여기서 사용되는 중요한 프로토콜이 바로 우리에게 익숙한 이름인 IP(Internet Protocol)입니다.

 

💡그렇다면 3계층에서 사용하는 식별자는 무엇일까요?

바로 IP 주소인데요, 이 IP 주소에는 IPv4와 IPv6가 있습니. 우리는 IPv4에 대해서만 알아보도록 하겠습니다. 

 

🧩 IPv4의 구조

IPv4는 32비트로 구성되어 있습니다. 그런데 우리가 실제로 사용하는 IP 주소는 이 32비트를 8비트씩 나누어 4개의 부분 (8비트 * 4)으로 나눠서 표현하고 있어요.

그러니까, IPv4 주소는 4개의 숫자 그룹으로 이루어져 있는 거죠.

 

예를 들어, 이런 형태의 IP 주소를 자주 볼 수 있어요

192 . 168 . 0 . 10

 

그럼 여기서 중요한 점!

 

8비트는 2의 8승(2^8)인 256까지 표현할 수 있는 범위를 가지고 있어요.

 

그런데 여기서 궁금할 수 있는 부분이 하나 있죠. 8비트로 표현한 「1111 1111」의 값이 255인 이유가 뭐냐는 거예요.

 

그 이유는, 8비트의 범위가 「0000 0000」 ~  「1111 1111」까지 있기 때문이에요.

그래서 8비트의 범위는 0 ~ 255까지, 표현할 수 있는 범위는 총 256개의 값이 가능한 거죠.

 

여기서 중요한 점! 255는 특별한 의미를 가지고 있어요. 맨 뒷자리가 255인 「1111 1111」 의 경우, 네트워크에서 브로드캐스트가 발생하게 됩니다. 📢

 

브로드캐스트: 네트워크에서 특정 네트워크에 속한 모든 장치에 데이터를 한 번에 전송하는 방식.

 

예를 들어,  이런 형태와 같은 주소가 브로드캐스트 주소입니다.

192 . 168 . 0 . 255

 

 

 🛜 네트워크 ID와 호스트 ID

이번에는 네트워크 ID(Network ID)와 호스트 ID(Host ID)에 대해서 알아보려고 해요.

 

자! 여러분, 이제 cmd 창을 열고, ipconfig를 입력해 보세요. 그러면 본인의 IPv4 주소를 확인할 수 있을 거예요.

 

저는 스타벅스 **점에서 공부 중이라서, 이곳에 해당하는 IPv4 주소가 나오겠죠? ☕

 

그럼 이 주소에서 네트워크 ID와 호스트 ID를 어떻게 구분할 수 있을까요?

 

아래 그림을 통해 확인해 보도록 합시다 ☺️

네트워크 ID(Network ID)는 네트워크 자체를 식별하는 부분이고,

호스트 ID(Host ID)는 해당 네트워크 내의 특정 장치(예: 나의 경우 카페에서 노트북을 사용)를 식별하는 부분이에요.

 

자, 이제 예를 들어볼게요. 만약 스타벅스에서 공부 중인 제 옆 사람이 저와 같은 인터넷을 사용하고, 그 사람의 IP 주소가 172.29.150.1이라고 가정해 봅시다.

 

우리는 같은 네트워크에 접속해 있기 때문에, 옆사람도 저와 같은 네트워크 ID인 172.29.150을 부여받았을 거예요. 그런데, 각 장치는 호스트 ID를 통해 구별되기 때문에, 저와 옆사람의 IP 주소는 호스트 ID 부분만 달라지는 것이죠.

 

📌 정리 : 이렇게 스타벅스라는 공간 속에서 같은 네트워크에 속한 여러 장치들은 같은 네트워크 ID를 공유하지만, 호스트 ID를 통해 서로의 IP 주소를 구별할 수 있게 됩니다. ☺️

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✍️ 마무리

이 글을 읽고 L3 계층에 대한 이해와 스타벅스 예시를 통해 우리가 인터넷 속에서 서로의 IP를 어떻게 이해하고, 데이터를 주고받는 방식에 대해 조금 더 알게 되셨기를 바랍니다.

 

이를 통해 네트워크가 생각보다 훨씬 재미있고 흥미롭다는 걸 느끼셨으면 좋겠어요. 😊

 

읽어주셔서 감사합니다! 👏