<Network> ARP 캐시 테이블

구분	구성 체계	기능
IP 주소	가변적인 32비트 크기의 네트워크 ID와 호스트 ID	IP 주소 기반의 라우팅
맥 주소	고정적인 48비트 크기의 OUI와 일련번호	맥 주소 기반의 스위칭

ARP(Address Resolution Protocol) : IP 주소와 맥 주소 사이를 연결

ping 명령어 : 출발지 호스트와 목적지 호스트 사이에서 회선의 연결 상태나 목적지 운영체제의 동작 여부 등을 점검

내 컴퓨터 IP 주소인 출발지 IP 주소에서 8.8.8.8번인 목적지 IP 주소까지 임의의 데이터를 전송했고, 목적지 호스트에서 이를 수신해 다시금 전송했다. 이를 통해 출발지와 목적지 사이의 회선은 정상이고 목적지 호스트가 살아서 동작 중임을 알 수 있다.

 

명령 프롬프트에 'arp -a'를 입력하면

라우터가 사용하는 IP 주소와 00-23-aa-d6-ca-b5 맥 주소가 대응 관계를 이루는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 IP 주소와 맥 주소의 대응 관계를 저장한 테이블을 ARP 캐시 테이블 이라 한다.

 

 

구분	출발지	목적지
IP 주소	192.xxx.xxx.xxx	8.8.8.8
맥 주소	08-D4-0C-4E-5B-F6

운영체제는 자신이 사용하는 서브넷 마스크를 가지고 출발지 네트워크 ID와 목적지 네트워크 ID를 비교한다. 만약, 두 네트워크 ID가 다르다면 목적지가 출발지와 다른 LAN 영역에 있다는 의미다. 출발지와 상이한 LAN 영역에 있는 목적지로 데이터를 전송하기 위해 운영체제는 목적지 IP 주소를 라우터의 IP 주소로 변경한다.

 

구분	출발지	목적지
IP 주소	192.xxx.xxx.xxx	192.xxx.xxx.1
맥 주소	08-D4-0C-4E-5B-F6

이제, 기본 게이트웨이에 해당하는 맥 주소를 알아야한다. 그래야 출발지 호스트와 동일한 LAN 영역에 위치한 게이트웨이까지 스위칭 통신할 수 있기 때문이다. 현재 출발지 호스트에서는 목적지 맥 주소를 모른다. 이 경우, 자기가 속한 LAN 영역 전체를 대상으로 192.xxx.xxx.1에 대응하는 맥 주소를 구하기 위해 ARP 질의를 브로드캐스트 방식을 이용해 전송한다. 브로드캐스트(broadcast)방식은 자신과 동일한 네트워크 ID를 사용하는 모든 호스트에게 데이터를 전송한다.

 

그러면 192.xxx.xxx.1을 사용하는 게이트웨이가 자신의 맥 주소를 출발지 호스트에게 유니캐스트 방식으로 전송한다.

유니캐스트(unicast)방식은 브로드캐스트 방식과는 반대로 특정한 호스트에게 데이터를 전송한다.

구분	출발지	목적지
IP 주소	192.xxx.xxx.xxx	192.xxx.xxx.1
맥 주소	08-D4-0C-4E-5B-F6	00-23-AA-D6-CA-B5

ARP 캐시 테이블에 목적지 맥 주소가 올라오면 운영체제에서는 ARP 캐시 테이블을 참조해 앞의 ping 데이터를 유니캐스트 방식에 따라 게이트웨이까지 전송한다. 이후부터는 게이트웨이가 IP 주소에 기반한 라우팅 통신을 통해 전송한다.

 

ARP 요청과 응답이 일어나는 공간을 ARP 영역이라 한다.

ARP 동작이 동일한 네트워크 ID를 공유하는 호스트를 대상으로 맥 주소를 구하는 기능인 만큼 ARP 영역 자체가 곧 LAN 영역 자체를 의미한다.

관점	정의
LAN 영역	동일한 네트워크 ID를 공유하는 공간
스위칭	맥 주소에 기반해 내부 통신이 가능한 공간
ARP 영역	단일한 ARP 영역을 생성하는 공간