ARP와 DHCP — IP를 MAC으로, 자동 IP 할당

IP 주소를 알아도 실제 통신은 MAC 주소로 합니다. ARP가 IP→MAC 변환을 해주고, DHCP가 IP 주소를 자동 할당합니다.

ARP (Address Resolution Protocol)

IP 주소를 MAC 주소로 변환 하는 프로토콜입니다.

ARP 동작 과정

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호스트 A (192.168.1.10)가 호스트 B (192.168.1.20)에 데이터를 보내려면:

1. ARP 요청 (브로드캐스트):
   "192.168.1.20의 MAC 주소가 뭐야?" → FF:FF:FF:FF:FF:FF (모든 장비에)

2. ARP 응답 (유니캐스트):
   호스트 B: "내 MAC은 AA:BB:CC:DD:EE:FF야" → 호스트 A에게만

3. ARP 캐시에 저장:
   192.168.1.20 → AA:BB:CC:DD:EE:FF (일정 시간 캐싱)

BASH

# ARP 캐시 확인
arp -a           # 또는
ip neigh show

# ARP 캐시 삭제
sudo ip neigh flush all

ARP 스푸핑 (보안 위협)

공격자가 거짓 ARP 응답을 보내 트래픽을 가로채는 공격입니다 (MITM).

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정상: 호스트A → 라우터(게이트웨이)
공격: 호스트A → 공격자(가짜 게이트웨이 MAC) → 라우터

대응: Dynamic ARP Inspection(DAI), 정적 ARP 엔트리

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

네트워크 설정(IP, 서브넷, 게이트웨이, DNS)을 자동으로 할당 합니다.

DORA 과정

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클라이언트                   DHCP 서버
    │                          │
    │── Discover (브로드캐스트) ──→│  "IP 줄 서버 있나요?"
    │                          │
    │←── Offer ────────────────│  "192.168.1.100 줄게"
    │                          │
    │── Request (브로드캐스트) ──→│  "192.168.1.100 쓸게요"
    │                          │
    │←── Acknowledge ──────────│  "확인, 임대 시간 24시간"
    │                          │

D = Discover
O = Offer
R = Request
A = Acknowledge

DHCP가 할당하는 정보:

IP 주소
서브넷 마스크
기본 게이트웨이
DNS 서버
임대 시간(Lease Time)

DHCP 임대 갱신

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임대 시간의 50% 경과: Renew 시도 (유니캐스트)
임대 시간의 87.5% 경과: Rebind 시도 (브로드캐스트)
임대 만료: IP 반납, DORA 재시작

핵심 포인트

ARP는 같은 네트워크에서만: 다른 네트워크로 보낼 때는 게이트웨이의 MAC을 ARP로 조회
DHCP Discover가 브로드캐스트인 이유: 아직 IP가 없으므로 유니캐스트 불가
DHCP Request도 브로드캐스트인 이유: 여러 DHCP 서버에게 "이 서버의 Offer를 선택했다"고 알림

정리

ARP는 L3(IP)와 L2(MAC)를 연결하는 다리이고, DHCP는 네트워크 설정 자동화의 핵심입니다. 실제로는 ARP의 브로드캐스트 동작과 DHCP의 DORA 과정을 설명할 수 있으면 충분합니다.