[Network] NAT

Public IP와 Private IP

 

IP 주소는 공인 IP(Public IP)와 사설 IP(Private IP)로 구분할 수 있다. 공인 IP는 고유하고 사설 IP는 특정 네트워크망에서만 사용되며 고유하지 않다. 사설 IP는 일반적으로 라우터가 할당하며 해당 네트워크망 내부에서만 유효하다. 이때 한 가지 문제가 있는데 사설 IP는 외부 인터넷과 통신하기 어렵다. 당연한 것인데 전체 인터넷망에서 고유하지 않은 IP 주소이니 어쩔 수 없는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 공유기 또는 라우터와 같은 기계장치의 NAT(Network Address Translation) 기능을 이용하게 되는데 이는 IP 주소를 변환하는 기술이다. 이를 이용한다면 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 사용할 수 있다.

그럼 1대1 대응인가요?

공인 IP와 사설 IP가 1대 1로 대응된다면 기술의 구현은 아주 쉽겠지만 그렇다면 공인 IP와 사설 IP를 나눈 이유도 없을 뿐더러 공인 IP가 아주 많이 필요하게 된다. 그렇기에 일반적으론 NAPT(Network Address Port Translation)라는 기술을 이용하는데 이는 포트 기반으로 동작한다. NAPT 테이블에 IP 주소 쌍과 포트를 함께 기록하여 변환을 수행한다.

Public IP	Public Port	Private IP	Private Port
1.2.3.4	8080	14.241.12.1	5075
1.2.3.4	8081	14.211.24.1	3000

다음과 같이 NAPT 테이블을 기록하여 두고 사용하게 된다.

마무리

결국 공인 IP 부족 문제를 해결하기 위해 NAT/NAPT가 등장했고, 우리는 하나의 공인 IP로도 여러 내부 장치가 동시에 인터넷을 사용할 수 있게 되었다. 이러한 구조를 이해하면 네트워크 통신 흐름과 포트의 역할을 더 명확히 볼 수 있다.