네트워크 입문: 이더넷 프레임부터 MAC 주소까지

이더넷과 MAC 주소, 궁금했던 8가지

『네트워크 프로토콜 입문』의 책 하단 35~52쪽을 읽으며 궁금했던 내용을 질문과 답으로 정리했다.

Q1. 실습 구성도에서 스위치와 라우터는 무엇이 다를까?

스위치는 같은 LAN 안에서 MAC 주소를 보고 프레임을 전달한다. 라우터는 목적지 IP 주소를 보고 다른 네트워크로 보낸다. 같은 LAN의 `cl1 → cl2` 통신은 스위치를 거치고, 외부 서버로 나갈 때는 라우터 `rt1`도 거친다.

Q2. `docker exec -it cl1 /bin/bash`는 무슨 뜻일까?

실행 중인 `cl1` 컨테이너 안에 Bash 셸을 열어 명령어를 입력하게 하는 명령이다. `-i`는 입력을 열어 두고, `-t`는 터미널 환경을 제공한다. 여기서 `ip addr`를 실행하면 내 PC가 아니라 cl1의 네트워크 정보를 확인한다. 

Q3. 이더넷 II 프레임에는 무엇이 들어갈까?

데이터 앞에 목적지 MAC·출발지 MAC·타입을 붙이고, 뒤에 FCS를 붙인다. 타입은 안에 담긴 프로토콜을 알려준다. 예를 들어 `0x0800`은 IPv4를 뜻한다. IP 패킷을 이런 형식으로 감싸는 과정이 캡슐화다.

데이터가 46바이트보다 짧으면 패딩으로 채운다. MTU 1500은 프레임 전체가 아니라 안에 담을 수 있는 IP 패킷 등의 최대 크기다.

 

 

MAC 주소를 변경할 수 있는 기능은 개인정보 보호에 어떤 도움이 되고, 네트워크 관리에는 어떤 문제를 만들 수 있을까?

 

 

MAC 주소를 변경하면 Wi-Fi 운영자 등이 MAC 주소만으로 같은 기기의 접속 기록을 연결하기 어려워져 개인정보 보호에 도움이 된다.

반면 네트워크 관리자는 장비를 식별하기 어려워지고, MAC 주소를 기준으로 설정한 접근 허용이나 IP 주소 예약이 제대로 적용되지 않을 수 있다. 같은 LAN에서 주소가 중복되면 통신 문제도 발생할 수 있다.

따라서 변경 기능 자체를 막기보다는, 개인용·업무용 네트워크의 목적에 맞게 사용하고 주소 중복을 방지하는 것이 좋다고 생각한다.”

토론의 핵심은 ‘사용자의 추적 방지’와 ‘관리자의 장비 식별’ 사이에서 균형을 찾는 거예요.

 

Q4. FCS는 왜 필요할까?

전송 중 비트가 바뀌었는지 확인하기 위한 검사값이다. 송신 측이 프레임 내용을 계산해 값을 붙이면, 수신 측도 받은 내용을 검사한다. 계산 결과가 맞지 않으면 오류를 발견한 것이다. 실제 계산에는 CRC-32를 사용한다.

FCS는 오류를 찾아내는 기능이다. 망가진 내용을 고치거나 직접 재전송하지는 않는다. 검사에 실패한 프레임은 일반적으로 버린다.

Q5. MAC 주소는 컴퓨터 한 대의 고유 번호일까?

정확히는 네트워크 인터페이스를 식별하는 주소다. 여기서 다루는 MAC 주소는 48비트, 즉 6바이트이며 `02:42:ac:01:10:01`처럼 적는다. 한 컴퓨터에도 유선·무선·가상 인터페이스가 있고, 각각 주소를 가질 수 있다.

Q6. I/G와 U/L 비트는 왜 따로 표시할까?

주소만 보고 대상의 종류와 관리 방식을 구분하기 위해서다. 둘 다 첫 바이트에 있다.

`02`는 이진수로 `00000010`이다. 따라서 `02:42:ac:01:10:01`은 U/L=1, I/G=0인 로컬 유니캐스트 주소다. 여기서 Local은 통신 범위가 아니라 주소의 관리 방식을 뜻한다. 

 

Q7. OUI는 무엇이며, 왜 사용할까?

OUI는 IEEE가 조직에 할당하는 24비트 식별자다. 전통적인 OUI 기반 MAC 주소에서는 앞 24비트가 OUI이고, 나머지 24비트는 그 조직이 정한다. 조직마다 주소 영역을 나누어 중복 없이 관리하기 위한 구조다.

다만 로컬 주소의 앞 3바이트를 제조사의 OUI로 해석하면 안 된다. 따라서 앞의 `02:42:ac…`를 보고 제조사를 알아낼 수는 없다. 

Q8. 그렇다면 MAC 주소는 절대 중복되지 않을까?

주소를 변경하거나 가상 환경의 설정을 복제하면 중복될 수 있다. 같은 LAN·VLAN에서 서로 다른 인터페이스가 같은 유니캐스트 MAC 주소를 쓰면 전달 대상이 모호해져 통신 문제가 생길 수 있다. 고유하게 할당하려는 체계와 실제 중복 여부는 구분해야 한다.