식별자 체계

네트워크 식별자의 필요성

네트워크에서 데이터가 올바른 목적지에 도달하려면, 각 구성 요소를 유일하게 식별할 수 있는 식별자가 필요하다. 마치 주민등록번호가 개인을, 학번이 학생을 식별하듯, 네트워크에도 계층별로 고유한 식별자가 존재한다.

MAC Address (48bit) -- L2 식별자

MAC(Media Access Control) Address는 **NIC(네트워크 인터페이스 카드)**에 부여되는 하드웨어 주소이다. Physical Address라고도 한다.

주요 특성

• 48비트 주소 체계를 사용한다
• 16진수로 표기하며, 콜론(:)이나 하이픈(-)으로 구분한다
• NIC 하나당 하나의 MAC 주소가 부여된다
• NIC이 5개면 MAC 주소도 5개이다

앞의 24비트는 제조사를 식별하는 OUI(Organizationally Unique Identifier)이고, 뒤의 24비트는 해당 제조사가 부여하는 고유번호이다.

브로드캐스트 MAC Address

MAC 주소가 모두 1로 채워지면(FF:FF:FF:FF:FF:FF) 이것은 브로드캐스트 주소이다. 목적지 MAC이 브로드캐스트이면 네트워크의 모든 호스트가 해당 프레임을 수신한다.

# Windows에서 MAC 주소 확인
ipconfig /all
# 출력에서 "물리적 주소" 항목을 확인

# Linux/macOS에서 MAC 주소 확인
ifconfig

IP Address (32bit) -- L3 식별자

IP 주소는 **인터넷에 연결된 호스트(컴퓨터)**를 식별하는 주소이다. IPv4는 32비트 주소 체계를 사용한다.

주요 특성

• 32비트를 8비트씩 4개로 나누어 점(.)으로 구분한다
• 각 옥텟(8bit)의 범위는 0 ~ 255이다
• IP 주소는 Network ID와 Host ID로 나뉜다

택배 시스템에 비유하면, Network ID는 "역삼동"까지 택배를 모아 보내는 기준이 되고, Host ID는 역삼동 내에서 구체적인 집을 찾는 기준이 된다.

특수 IP 주소

주소	용도
x.x.x.0	네트워크 주소 (호스트에 할당 불가)
x.x.x.255	브로드캐스트 주소 (호스트에 할당 불가)
127.0.0.1	루프백(Loopback) 주소 -- 자기 자신

루프백 주소(127.0.0.1)는 나 자신을 가리키는 주소이다. 한 컴퓨터 안에서 두 프로세스가 서로 통신(IPC, Inter-Process Communication)할 때 사용된다. 이 경우 패킷은 실제로 네트워크 밖으로 나가지 않는다.

Port Number (16bit) -- L4 식별자

포트 번호는 16비트로 0 ~ 65535의 범위를 가진다. 전송 계층에서 포트는 같은 호스트 안에서 어떤 애플리케이션 엔드포인트로 전달할지 구분하는 식별자다. 스위치의 물리 포트를 부를 때도 "포트"라는 말을 쓰지만, 이것은 이름만 같을 뿐 다른 개념이다.

관점	포트 번호가 보통 가리키는 것	예시
서비스 관점	네트워크 서비스의 접점	HTTP=80, HTTPS=443, SSH=22
소켓 관점	호스트 내부 통신 엔드포인트	192.168.0.10:8080/tcp
개발 관점	프로세스가 바인딩한 수신 창구	웹 서버 프로세스의 listen 포트

전송 계층에서 실제 식별은 보통 IP 주소 + 포트 번호 + 전송 프로토콜(TCP/UDP) 조합으로 이해하면 된다.

Well-Known Port (잘 알려진 포트)

범위	의미
0 ~ 1023	Well-known ports
1024 ~ 49151	Registered ports
49152 ~ 65535	Dynamic / Ephemeral ports

포트 번호	서비스	프로토콜
20, 21	FTP	TCP
22	SSH	TCP
23	Telnet	TCP
53	DNS	TCP/UDP
80	HTTP	TCP
443	HTTPS	TCP

식별자의 관계: 택배 비유

네트워크 통신을 택배 시스템에 비유하면 세 식별자의 관계가 명확해진다.

사용자 A가 사용자 B에게 택배를 보내는 상황을 생각해 보자.

1. 택배 송장(IP 헤더): 출발지 IP(보내는 집), 목적지 IP(받는 집)
2. 받는 사람 이름(Port): 같은 집 안에서도 누구에게 전달할지 구분
3. 택배 트럭(MAC/Frame): 유통 과정에서 트럭은 수시로 바뀜 -- 물류센터 A에서 B로, B에서 C로

패킷의 IP 주소는 출발지에서 목적지까지 유지되지만, 프레임의 MAC 주소는 경유하는 네트워크 구간마다 바뀐다는 점이 핵심이다.

핵심 정리

식별자	계층	크기	식별 대상
MAC Address	L2	48bit	NIC (랜카드)
IP Address	L3	32bit (IPv4)	호스트 (인터넷에 연결된 컴퓨터)
Port Number	L4	16bit	서비스 / 소켓 엔드포인트

# MAC 주소 확인
ipconfig /all        # Windows
ifconfig             # Linux/macOS

# IP 주소 확인
ipconfig             # Windows
ip addr              # Linux

# ARP 캐시 확인 (IP-MAC 매핑)
arp -a               # Windows/Linux/macOS