네트워크에서 통신을 하려면 IP 주소와 MAC 주소가 함께 필요합니다.
IP 주소는 "어느 위치(어느 네트워크, 어느 호스트)"에 있는지를 알려주는 주소이고, MAC 주소는 실제로 해당 장비를 구분하는 고유 식별자입니다.
그런데 단순히 IP 주소만 가지고는 실제 통신 대상의 MAC 주소를 알 수 없기 때문에, 이를 해결하는 프로토콜이 바로 ARP(Address Resolution Protocol) 입니다.
1. ARP란?
ARP는 IP 주소를 이용해 MAC 주소를 알아내는 프로토콜입니다.
즉, 같은 네트워크 안에서 송신 대상의 IP 주소를 기반으로 해당 장치의 MAC 주소를 찾아내고, 이를 통해 통신할 수 있도록 합니다.
1️⃣ ARP 동작 과정
ARP는 크게 세 단계로 이루어집니다.
1) ARP 요청 (ARP Request)
호스트 A가 호스트 B와 통신하려고 하지만 B의 MAC 주소를 모른다고 해봅시다.
이때 A는 브로드캐스트 메시지를 네트워크 전체에 보내 "이 IP 주소 가진 사람 누구야? MAC 주소 좀 알려줘!" 라고 묻습니다.
이 브로드캐스트 메시지가 바로 ARP 요청 패킷입니다.
2) ARP 응답 (ARP Reply)
브로드캐스트 메시지를 받은 호스트들 중 해당 IP 주소를 가진 호스트 B만 응답합니다.
B는 자신의 MAC 주소를 담은 유니캐스트 메시지를 A에게 전달하고, 이 과정을 통해 A는 B의 MAC 주소를 알게 됩니다.
3) ARP 테이블 갱신
한 번 알아낸 MAC 주소는 매번 요청할 필요가 없습니다.
호스트 A는 ARP 테이블(캐시) 에 IP 주소와 MAC 주소를 짝지어 저장해둡니다.
이후 다시 같은 대상과 통신할 때는 테이블을 참고해 바로 MAC 주소를 찾을 수 있습니다.
다만, 일정 시간이 지나면 테이블은 갱신되거나 삭제됩니다.
2️⃣ ARP 패킷 구조
ARP 요청과 응답 과정에서 사용되는 패킷에는 다음과 같은 정보가 들어 있습니다.
- 오퍼레이션 코드 (요청 = 1, 응답 = 2)
- 송신지/수신지 하드웨어 주소 (MAC)
- 송신지/수신지 프로토콜 주소 (IP)
정리하면
- ARP는 IP 주소로부터 MAC 주소를 알아내는 프로토콜
- 동작 순서: ARP 요청 → ARP 응답 → ARP 테이블 갱신
- 덕분에 호스트들은 같은 네트워크 안에서 원활히 통신할 수 있음
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