문제 5 — IP 주소 체계, 서브넷, NAT의 기본

상황

신규 게임 서버를 클라우드에 올리는데, 인프라 담당이 "서버는 사설 IP(10.x)를 쓰고, 외부 접속은 공인 IP로 받는다"고 한다. 면접관(혹은 기술 리드)이 네트워크 기초를 점검한다.

질문

1. 공인(public) IP와 사설(private) IP의 차이를 설명하라. 사설 IP 대역(RFC 1918)은 어떤 것들이 있는가? 왜 사설 IP는 인터넷에서 직접 라우팅되지 않는가?

2. 서브넷 마스크와 CIDR 표기(/24 같은)는 무엇을 의미하는가? 192.168.10.0/24와 10.0.0.0/16은 각각 호스트를 몇 개 담을 수 있는가? 같은 서브넷인지 아닌지는 어떻게 판단하는가?

3. **NAT(Network Address Translation)**가 무엇이며 왜 필요한가? 사설 IP를 쓰는 게임 서버 100대가 모두 외부와 통신할 때 NAT는 어떤 정보를 보고 응답 패킷을 올바른 내부 호스트로 되돌리는가?

4. (응용) 게임 클라이언트(집의 공유기 뒤, 사설 IP)가 게임 서버(공인 IP)에 접속할 때, 클라이언트의 출발지 IP/포트는 패킷이 인터넷을 지나는 동안 어떻게 바뀌는가? 서버가 보는 클라이언트의 IP는 무엇인가?

5. (꼬리질문) IPv4 주소가 고갈되는데 IPv6는 무엇을 해결하는가? 게임 서버를 운영할 때 IPv4/IPv6를 둘 다 지원하려면 무엇을 고려해야 하는가?