IPv4 쉽게 이해하기

IPv4 주소는 네트워크 인터페이스를 식별하는 32비트 숫자입니다. 사람은 이를 점으로 구분한 10진수로 씁니다. 0부터 255까지의 숫자 네 개이며, 각각 8비트(옥텟)를 나타냅니다. 192.0.2.10의 실체는 11000000 00000000 00000010 00001010입니다.

32비트로 만들 수 있는 주소는 약 43억 개(2³²)입니다. RFC 791이 프로토콜을 정의한 1981년에는 충분해 보였지만, 오늘날 수십억 대의 휴대폰·컴퓨터·서버에는 턱없이 부족합니다. 그래서 IPv6가 생겼고, 대부분의 IPv4 네트워크가 주소를 공유하게 되었습니다.

공인 주소는 전 세계에서 유일하며 인터넷에서 라우팅됩니다. 가정용 공유기나 이동통신사가 이런 주소를 가지고 있고, 웹사이트에도 이 주소로 접속합니다.

사설 주소(RFC 1918)는 어느 네트워크 안에서나 재사용할 수 있으며 공용 인터넷에서는 절대 라우팅되지 않습니다.

사설 주소를 가진 기기는 NAT(네트워크 주소 변환)를 통해 인터넷에 나갑니다. 공유기가 나가는 패킷을 고쳐 자신의 공인 주소를 달아 주는 것이죠. 이 사이트에 표시되는 주소가 노트북이 아니라 공유기의 주소인 경우가 많은 이유입니다.

CGNAT와 100.64.0.0/10

많은 통신사, 특히 모바일 네트워크는 NAT를 한 겹 더 둡니다. 이를 통신사급 NAT(CGNAT)라고 합니다. 이 경우 공유기는 공유 대역 100.64.0.0/10(RFC 6598)에서 주소를 받고, 수백 명의 가입자가 공인 IPv4 주소 하나를 함께 씁니다. 공유기의 WAN 주소가 여기 표시된 주소와 다르다면 CGNAT 뒤에 있을 가능성이 높습니다.

CIDR(Classless Inter-Domain Routing, RFC 4632)은 주소 블록을 주소/프리픽스 길이로 씁니다. 프리픽스 길이는 앞에서부터 몇 비트가 고정되어 있는지(네트워크 부분)를 나타내며, 나머지가 호스트 부분입니다.

• /24 → 호스트 비트 8개 → 주소 256개(예: 192.168.1.0 – 192.168.1.255)
• /16 → 호스트 비트 16개 → 주소 65,536개
• /32 → 주소 하나

전통적인 서브넷에서는 첫 주소가 네트워크 주소, 마지막 주소가 브로드캐스트 주소이므로 /24에서 쓸 수 있는 호스트는 254개입니다. 점대점 링크에서는 두 주소를 모두 쓸 수 있는 /31을 사용할 수 있습니다(RFC 3021).

CIDR 이전에는 고정된 클래스 단위로 주소를 나눠 주었습니다. A(/8), B(/16), C(/24)입니다. 클래스 방식은 주소 낭비가 심해 1993년에 폐지되었지만, 용어는 아직도 들립니다.

일부 블록은 IANA가 특정 용도로 예약해 두었으며 고객에게 할당되지 않습니다. 아래 표는 IANA 특수 용도 주소 레지스트리에서 생성되며, 이 사이트는 이를 이용해 모든 조회 결과를 분류합니다.

IANA는 2011년 2월 마지막 남은 /8 블록들을 5개 지역 인터넷 레지스트리에 나눠 주었습니다. 이후 각 RIR도 차례로 바닥났습니다. APNIC은 2011년, RIPE NCC는 일반 할당 기준으로 2019년입니다. 지금 새 IPv4 주소는 2차 시장에서의 이전으로만 구할 수 있으며, 주소 하나가 수십 달러에 거래됩니다.

업계의 대응은 세 가지입니다. 주소를 공유하는 NAT, 통신사 측의 CGNAT, 그리고 주소 공간이 넉넉해 공유할 필요 자체가 없는 IPv6입니다.