ARP 프로토콜과 네트워크 주소 변환 - Linux Master 2급 기출문제 해설
안녕하세요! 이번에는 2023년 12월 9일에 출제된 Linux Master 2급 2차 필기 70번 문제를 함께 살펴보겠습니다. 이번 문제도 네트워크 관련된 내용이며, 네트워크 프로토콜에 대한 이해가 중요한 문제입니다.
문제: 논리적 주소(IP 주소)를 물리적 주소(MAC 주소)로 변환하는 프로토콜은?
문제에서 핵심적으로 묻는 것은 IP 주소를 MAC 주소로 변환하는 프로토콜입니다.
보통 ARP(주소 결정 프로토콜, Address Resolution Protocol)이 정답입니다. 하지만 단순히 "변환"한다고 외우기보다는 ARP의 실제 동작 원리를 이해하는 것이 중요합니다.
ARP 프로토콜의 실제 동작 방식
ARP 프로토콜은 네트워크에서 IP 주소를 이용하여 해당 IP를 가진 장치의 MAC 주소를 알아내는 과정을 수행합니다. 변환이라기보다는 MAC 주소를 "구하는" 과정이라고 보는 것이 더 정확합니다.
ARP 동작 과정 실습
1. ARP 요청과 응답 과정
네트워크에서 IP 주소를 가진 장치가 MAC 주소를 알지 못할 경우, 브로드캐스트(Broadcast) 패킷을 전송하여 MAC 주소를 요청합니다.
sudo tcpdump -i eth0 arp
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tcpdump를 이용해 ARP 패킷을 추적할 수 있습니다. -
특정 IP 주소에 대한 MAC 주소 요청을 감지할 수 있습니다.
2. ARP 요청과 응답 예시
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내 장치가 10.0.2.16 IP 주소를 가진 장치의 MAC 주소를 알아내려면:
ping 10.0.2.16
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ping명령은 ICMP 패킷을 전송하지만, 그 전에 ARP 요청을 먼저 수행하여 MAC 주소를 알아냅니다. -
이 과정에서 ARP 요청(
Who has 10.0.2.16?)을 네트워크에 브로드캐스트합니다. -
해당 IP를 가진 장치가 응답(
10.0.2.16 is at XX:XX:XX:XX:XX:XX)을 보내면서 MAC 주소를 알려줍니다.
내부망과 외부망에서의 ARP 동작
내부망에서는 ARP 요청을 통해 직접 MAC 주소를 구할 수 있지만, 외부망과 통신할 경우에는 게이트웨이(Gateway)의 MAC 주소를 먼저 알아내야 합니다.
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내부망 통신 시: IP 주소에 대한 MAC 주소를 직접 요청
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외부망 통신 시: 게이트웨이의 MAC 주소를 요청 후, 패킷을 게이트웨이로 전달하여 다른 네트워크로 보냄
문제 정답 및 해설
정답: 3번 (ARP)
하지만 문제에서 "변환"이라는 표현이 다소 모호할 수 있으므로, ARP는 IP 주소를 MAC 주소로 변환하는 것이 아니라 MAC 주소를 찾아내는 과정이라는 점을 명확히 이해하는 것이 중요합니다.
추가 네트워크 프로토콜 개요
1. ICMP (Internet Control Message Protocol)
ping 8.8.8.8
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네트워크 진단 및 테스트에 사용되는 프로토콜
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ping명령어는 ICMP 패킷을 전송하여 응답을 받는 방식으로 네트워크 상태를 점검합니다.
2. UDP (User Datagram Protocol)
echo "test" | nc -u 192.168.0.1 53
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비연결형 프로토콜, 속도가 빠르지만 신뢰성이 낮음
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DNS, DHCP 같은 프로토콜에서 주로 사용됨
3. TCP (Transmission Control Protocol)
nc -l 8080
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연결 지향형 프로토콜, 신뢰성이 높음
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HTTP, FTP, SSH 등에서 사용됨
마무리
이번 문제를 통해 ARP 프로토콜의 역할과 동작 방식을 학습하였습니다. 단순 암기보다는 실습을 통한 이해가 중요하며, ARP가 실제 네트워크에서 어떻게 동작하는지 직접 확인해 보는 것이 좋습니다.
네트워크 관련 문제는 Linux Master 2급 시험에서 자주 출제되므로, 실습을 통해 대비하시길 추천드립니다.