[Network] ARP(Address Resolution Protocol)

- ARP

ARP는 주소 해결 프로토콜(Address Resolution Protocol)의 약어입니다. ARP는 IP 주소를 해당하는 MAC 주소로 매핑하는 프로토콜(IP주소로 MAC주소를 알아내려 할 때 활용됩니다)로, 이더넷 네트워크에서 사용됩니다. ARP는 로컬 네트워크 내에서 동작하며, 호스트가 다른 호스트의 IP 주소를 알고 있을 때 해당 IP 주소에 대한 MAC 주소를 알아내는 데 사용됩니다.
ARP는 다음과 같은 주요 기능을 수행합니다:

1. IP 주소와 MAC 주소의 매핑: ARP는 IP 주소를 해당하는 MAC 주소로 매핑하는 역할을 합니다. 호스트가 특정 IP 주소로 패킷을 전송하려고 할 때, 목적지 호스트의 MAC 주소를 알아야 합니다. ARP는 이러한 매핑 정보를 제공하여 패킷을 올바른 목적지로 전송할 수 있게 합니다.
2. ARP 캐시: 호스트는 최근에 통신한 기기의 IP 주소와 MAC 주소를 임시 저장하는 ARP 캐시를 유지합니다. 이렇게 하면 같은 호스트와의 통신 시 ARP 요청을 보내지 않고도 매핑 정보를 바로 찾을 수 있습니다. ARP 캐시는 일정 시간이 지나면 만료되며, 새로운 ARP 요청을 통해 매핑 정보를 갱신합니다.
3. ARP 요청과 응답: ARP 요청은 호스트가 특정 IP 주소에 대한 MAC 주소를 알아내기 위해 로컬 네트워크 상의 모든 호스트에게 브로드캐스트로 보내는 메시지입니다. 해당 IP 주소를 가진 호스트는 자신의 MAC 주소를 ARP 응답으로 응답합니다. 이를 통해 ARP 요청을 보낸 호스트는 매핑 정보를 얻을 수 있게 됩니다.

ARP는 이더넷과 같은 링크 계층에서 동작하는 프로토콜이므로, IP 주소와 MAC 주소의 매핑은 같은 로컬 네트워크 내에서 이루어집니다. 다른 네트워크로 가는 패킷은 라우터를 통해 전달되므로, 라우터의 IP 주소와 MAC 주소 매핑을 얻기 위해서는 ARP 요청을 해당 라우터에 보내야 합니다.
어떤 pc가 naver와 같은 인터넷 gernal host에 접속을 할 때 목적지 MAC address는 gateway로 잡힌다.(Gateway의 Mac주소를 모르면 Internet을 할 수 없다.)
 

- Gateway의 MAC  주소가 필요한 이유

1. 데이터 패킷의 전달: MAC 주소는 네트워크에서 데이터 패킷을 전달하는 데 사용됩니다. 데이터 패킷은 이더넷 프레임으로 캡슐화되어 전송되며, 이더넷 프레임은 MAC 주소를 사용하여 목적지로 전송됩니다. Gateway는 패킷을 다른 네트워크로 라우팅하는 역할을 수행하므로, 목적지 주소로 gateway의 MAC 주소가 필요합니다.
2. ARP (Address Resolution Protocol):  ARP를 통해 특정 IP 주소에 대한 MAC 주소를 알아내기 위해서는 gateway의 MAC 주소를 알아야 합니다. ARP 캐시에 해당 정보가 없을 경우, ARP 요청을 통해 gateway의 MAC 주소를 확인하게 됩니다.
3. 네트워크 보안: 네트워크 보안을 위해 MAC 주소 필터링이 사용될 수 있습니다. MAC 주소 필터링은 특정 장치만이 네트워크에 접근하도록 제한하는 방법 중 하나입니다. 따라서 gateway의 MAC 주소를 알고 있어야만 해당 네트워크로의 접근이 허용됩니다.
4. 네트워크 디버깅: 네트워크 문제를 해결하거나 디버깅할 때, gateway의 MAC 주소는 유용한 정보입니다. 네트워크 문제가 발생했을 때, 패킷의 경로를 추적하고 문제를 진단하기 위해 gateway의 MAC 주소를 파악할 수 있습니다.

 

- Gateway의 Mac 주소를 얻는 과정

1. ARP 캐시 확인: 운영 체제는 ARP (Address Resolution Protocol) 캐시라는 임시 저장소를 가지고 있습니다. 이 캐시에는 최근에 통신한 기기의 IP 주소와 해당 기기의 MAC 주소가 매핑되어 저장됩니다. 따라서 운영 체제가 gateway와 통신한 기록이 있는 경우, ARP 캐시에서 gateway의 MAC 주소를 찾을 수 있습니다.
2. ARP 요청: ARP 캐시에 gateway의 MAC 주소가 없는 경우, 시스템은 ARP 요청을 보냅니다. ARP 요청은 네트워크 상의 모든 장치에게 특정 IP 주소에 대한 MAC 주소를 물어보는 메시지(Broadcast)입니다. 이 때, gateway의 IP 주소를 목적지로 설정하여 ARP 요청을 보내면, gateway는 자신의 MAC 주소를 응답으로 보냅니다. 이를 통해 시스템은 gateway의 MAC 주소를 알아낼 수 있습니다.
3. 네트워크 관리 도구: 네트워크 관리 도구를 사용하여 네트워크를 모니터링하고 관리할 수 있습니다. 이러한 도구는 네트워크에 연결된 기기들의 정보를 수집하고 표시할 수 있으며, gateway의 MAC 주소도 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 네트워크 스캐너와 같은 도구를 사용하면 gateway의 MAC 주소를 확인할 수 있습니다.
4. 라우터 설정 페이지: 일부 라우터는 웹 인터페이스를 통해 설정 페이지에 접속할 수 있습니다. 이 설정 페이지에서 네트워크 정보와 관련된 다양한 세부사항을 확인할 수 있으며, gateway의 MAC 주소도 제공될 수 있습니다.