유동IP와 고정IP의 차이점?? DHCP란?? 고정IP설정 방법

 이전 글에서는 IP에 대한 개념과 IP주소의 종류, 공인 IP주소, 사설 IP주소에 대해서 알아보았습니다. 

2022.04.09 - [IT STUDY/네트워크] - IP란 무엇인가? 공인 IP와 사설 IP 차이점

IP란 무엇인가? 공인 IP 와 사설 IP 차이점

 이번에는 유동 IP와 고정 IP에 대해서 알아보겠습니다. 간단하게 얘기해서 유동 IP는 해당 장비의 IP 주소가 유동적으로 변하는 거고, 고정 IP는 변하는 것 없이 고정되어 있는 겁니다.

 

"유동 IP와 고정 IP의 차이점"

• 유동 IP 란?
  - 유동 IP는 고정되어 있지 않고 계속 바뀌는 아이피를 이야기 합니다.
  
   계속 바뀐다고 해서 수시로 바뀌는 건 아니고 DHCP 서버라는 것을 통해 일정한 주기를 기준으로 바뀝니다. 예를 들어 제 컴퓨터를 IPTIME 공유기에 연결하여 사용할 경우 해당 공유기는 제 컴퓨터에 192.168.0.150이라는 아이피를 할당해 줍니다. 
  
   하지만 제가 컴퓨터를 껐다가 몇 시간 후에 다시 켜서 확인해보면 192.168.0.130으로 변해있는 것을 확인할 수 있습니다. 물론 같은 IP를 할당받을 수도 있지만 유동 IP라는 것은 이렇게 시간이 지나면 바뀌는 IP입니다.
  
  
• 고정 IP 란?
  - 고정 IP는 유동 IP와 반대로 절대 변하지 않는 고정값인 IP입니다.
  
   만약 제가 192.168.0.150이라는 IP를 공유기를 통해서 받아오는데, 해당 아이피를 고정 IP로 설정할 경우 제가 컴퓨터를 껐다가 몇 시간 후에 다시 켜도 아이피는 192.168.0.150으로 그대로 입니다. 컴퓨터를 여러번 껏다가 켜도, 며칠 동안 꺼놨다가 켜도 고정 IP를 설정해 놓으셨다면 해당 장비의 IP는 변경되지 않습니다.
  
  

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"DHCP 란? "

 그렇다면 고정 IP는 바뀌지 않는데, 유동 IP는 왜 매번 바뀌는 걸까요? 그건 "DHCP" 서버에서 해당 장비의 IP를 관리하기 때문입니다.

 DHCP란 "Dynamic Host Configuration Protocol"의 약자로 호스트의 IP 주소와 각종 TCP/IP 프로토콜의 기본 설정을 클라이언트에게 자동적으로 제공해 주는 프로토콜을 말합니다.

 직역하자면 '동적 호스트 설정 프로토콜(통신규약)'이라고 할 수 있습니다.

 쉬운 예시로 사무실에 IPTIME 공유기가 있다면, 해당 공유기에 연결되어 있는 컴퓨터와 핸드폰, 프린터 등의 장비에 IP주소를 자동으로 임대해 주고 사용하지 않는 장비의 IP주소는 다시 회수하는 방식으로 관리합니다.

▣ DHCP의 구성은 서버와 클라이언트로 나뉘어 구동됩니다.

• DHCP 서버 : IP를 보유하고, 원하는 가입자에게 IP를 임대해 주는 역할을 합니다.
  
  KT, SK, LG U+ 같은 경우 전국적으로 공인 IP를 할당해 주기 때문에 굉장히 큰 DHCP 서버를 가지고 있습니다.
  
  우리가 흔히 볼 수 있는 공유기에도 모두 DHCP 서버가 들어가 있어서 해당 공유기에 연결된 장비들에 IP를  할당해주는 역할을 합니다.
  
  
• DHCP 클라이언트 : 컴퓨터, 스마트폰 등 각종 최종 단말 장치들은 모두 DHCP 클라이언트가 탑재되어 있어서 DHCP 서버로부터 IP를 할당받아서 사용합니다.
  
   인터넷 공유기에도 DHCP 서버와 함께 DHCP 클라이언트도 탑재되어 있는데, 자신이 마치 PC인 것처럼 동작하여 모뎀으로부터 공인 IP를 할당받는 용도로 사용합니다.

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"DHCP 서버 IP 임대, 갱신, 반환

▣서버에서 클라이언트에 임대해주는 절차는 다음과 같은 4가지 절차를 거칩니다.

1. DHCP Discover
   메시지 방향 : 단말 → DHCP 서버
   IP 주소가 할당되지 않은 클라이언트는 MAC 주소를 기반으로 IP 주소를 받아오기 위해 DHCP 서버로 할당 요청을 합니다. 동일 서브넷 안에 있는 모든 단말들은 이 메시지를 수신합니다.
   단말기 : "서버님~? 계시면 응답 좀 해주세요."
   
   
2. DHCP Offer
   메시지 방향 : DHCP 서버 → 단말
   DHCP 서버가 해당 메시지에 응답을 하는 단계로 단말에 할당할 IP 주소 정보를 포함한 다양한 네트워크 정보를 함께 전달합니다.
   DHCP 서버 : "네~저는 A서버이고 제가 드릴 수 있는 IP와 MAC 주소는 xxx입니다."
   
   
3. DHCP Request
   메시지 방향 : 단말 → DHCP 서버
   단말기는 DHCP 서버의 존재를 알았고, 서버에서 제공해줄 다양한 정보들에 대해 알았습니다. 이제 단말기는 해당 서버에게 단말기가 사용할 네트워크 정보를 요구하고, 확정을 받기 위해 메시지를 보냅니다.
   단말 : "네, 응답해 주셔서 감사합니다~ A서버님 저에게 xxx아이피를 할당해 주실래요?"
   
   
4. DHCP Ack
   메시지 방향 : DHCP 서버 → 단말
   DHCP 서버에서 단말기에게 네트워크 정보를 전달해 주는 마지막 과정입니다.
   DHCP 서버 : "네 xxx아이피를 임대해 드리겠습니다. 임대 시간은 x시간입니다."
   
   
   

▣마지막으로 할당받은 IP를 갱신, 반환해줍니다.
 컴퓨터는 DHCP 서버로부터 임대받은 시간만 IP를 사용할 수 있으며, 그 이상 사용하기 위해서는 DHCP 서버에게 IP 주소 임대기간 연장을 요청해서 임대 시간을 갱신해야 합니다.

 

1. DHCP Request
   IP를 할당받고 임대시간의 50%가 지나면 DHCP 서버에 갱신을 요청 메시지를 보냅니다. 서버가 이 메시지를 받으면 2단계로 넘어갑니다.
   단말 : "저한테 XXX아이피를 임대해 주신 A서버님, 제가 임대기간을 연장하고 싶습니다."
   
   
   
2. DHCP ACK
   서버에서 해당 요청을 받으면 임대시간은 초기화되어 다시 사용이 가능합니다.
   DHCP 서버 : "네 ~ 그렇게 하세요. XXX아이피를 두 시간 더 임대해 드리겠습니다."
   
   ※만약 1번 단계에서 실패하였을 경우 임대시간의 87.5%가 지났을 때 다시 갱신을 시도하게 됩니다. 이때 성공하면 다시 갱신이 가능하지만 실패한다면 클라이언트는 서버가 사라졌다고 판단하고, 임대 기간이 끝나는 시점에 주소를 반환하고 임대(Discover) 1번부터 다시 시도하게 됩니다.
    
3. DHCP Release(반환)
   임대 기간이 끝났거나 IP 주소를 더 이상 사용하지 않는다면(PC 전원 OFF) DHCP 서버로 IP를 반환하게 됩니다. 
   단말 : "A서버님 그동안 사용했던 XXX 아이피를 반납하겠습니다."
   
   
   

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이상으로 고정 IP, 유동 IP 그리고 DHCP까지 알아보았습니다.

 

 확실히 DHCP 서버를 이용한 유동 IP는 유용합니다. 실제로 고정 IP는 주소를 잘못 입력하거나 다른 컴퓨터와 동일한 IP를 입력하게 될 경우 충돌이나 인터넷이 안 되는 경우가 많습니다. 

 

 이러한 불편함을 해결해 주는 게 DHCP 서버입니다. 적절한 임대 시간만 설정해 준다면 여러 개의 네트워크 장비가 물려있어도 편리하게 사용할 수 있습니다.

 

 하지만 이러한 DHCP 서버도 임대시간의 설정이 필요합니다. 만약 사람들이 많이 다니는 쇼핑몰의 IP 할당 임대시간이 12시간이고, 할당해줄 수 있는 IP 개수가 200개라고 한다면 오전에 빨리 온 손님 200명만 IP를 할당받아 이후에 오는 손님들은 IP를 임대받을 수 없게 될 겁니다.

 

 그렇기 때문에 이렇게 유동인구가 많은 곳의 DHCP 서버는 임대시간이 짧습니다.

(우리가 자주 쓰는 IPTIME 공유기 같은 경우는 기본 임대시간이 2시간으로 세팅되어 있습니다.)

 

 또한 DHCP 서버를 이용한 유동 IP를 사용한다고 해도 IP가 충돌날 가능성은 있습니다. 

 

 만약 A라는 컴퓨터를 192.168.0.150으로 고정 IP를 잡아서 사용하는데 해당 컴퓨터가 꺼져 있으면 DHCP 서버는 B라는 컴퓨터에 192.168.0.150이라는 IP를 할당해 줄 수도 있습니다. 이럴경우 나중에 A라는 컴퓨터를 켰을때 두 IP가 충돌이생겨 한대의 컴퓨터는 인터넷을 사용할 수가 없습니다.

 

 이를 해결하기 위해서는 공유기 내부에 컴퓨터의 MAC주소를 입력 후 192.168.0.150이라는 아이피를 고정으로 잡아줘야 합니다.