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소개

이번 글은 도메인주소 그리고 점 표기 방식주소 (xxx.xxx.xxx.xxx), 32 bit 주소간의 변환이 어떻게 이루어지는지에 대한 내용을 담고 있다.

이들에 대한 이해는 인터넷 관련 어플리케이션을 제작하는데 많은 도움을 줄것이다.

2진 인터넷 주소

IPv4에서 인터넷(:12) 주소의 크기는 4byte 크기를 가지며, int 형 숫자로 표시된다. 이를테면 219810019 이런 식이다. 이 값은 라우터와 같은 컴퓨터기기가 읽기는 쉽지만 인간이 이용하기는 힘들다. 그래서 도메인 주소를 맵핑해서 사용한다.

1019811872 대신에 www.joinc.co.kr을 사용하는 식이다. 도메인 주소는 기억과 사용이 쉽기 때문에 인터넷 사용자 애플리케이션은 도메인 주소를 활용한다.

인터넷 도메인 주소에 대해서

firefox, ftp, ssh 등 프로그램들이 도메인 주소를 이용해서 원격 컴퓨터에 연결한다. 하지만 이 도메인 주소는 인간을 위해서 개발된 상징체계로 컴퓨터는 도메인 주소를 사용할 수 없다. 그러므로 이들 인터넷 클라이언트 프로그램은 입력 받은 도메인 주소를 인터넷 주소로 변환해줘야한다. 이 변환 시스템을 Domain Name Service 혹은 Domain Name System 이라고 한다. 이 시스템은 서버/클라이언트 모델을 따르고 있는데, 즉 어플리케이션에서 도메인 주소에 대한 인터넷주소를 요청하면 DNS 서버로 이 요청을 보내서 DNS 서버로 부터 도메인 주소에 대한 인터넷 주소를 얻어오는 방식으로 작동한다.

DNS는 족잡한 시스템으로 자세한 내용은 [ftp://ftp2.kr.freebsd.org/FreeBSD-kr/doc/misc/PoweredByDNS/PoweredByDNS.html Powered by DNS] 문서를 참고하기 바란다.

이 문서에서는 프로그래머의 입장에서 위의 과정이 어떻게 이루어지는지만 확인해 볼것이다.

도메인 주소를 인터넷 주소로 변환

도메인 주소에 대한 인터넷주소의 변환은 2가지 방법을 따른다. 즉 /etc/resolv.conf 를 이용해서 외부 도메인주소에 대한 인터넷주소를 가져오는 것과, /etc/hosts 를 이용해서 인터넷주소를 가져오는 것이다. 엄밀히 말하자면 2가지 방법이 있는게 아니고, 우선 /etc/hosts 의 호스트 정보를 참조하고 없을경우 /etc/resolv.conf 를 참조하는 순서를 따른다.

이번장에서는 이 순서에 따른 인터넷주소를 가져오는 방법에 대한 설명을 할것이다.

resolv.conf 참조

어플리케이션에서 도메인 주소를 받았다면 이 도메인주소에 대응하는 인터넷주소를 얻어와야 한다. 이 작업은 소켓(:12) 함수인 gethostbyname(:3)함수를 이용하면 된다.

#include <netdb.h>

struct hostent *gethostbyname(const char *name);
위 함수를 실행하면 주소 목록을 담고 있는 hostent 구조체의 포인터를 돌려 준다. 이 구조체는 다음과 같은 정보들을 가지고 있으며, 이 정보들을 이용해서 주어진 도메인 주소 name 의 인터넷주소 목록을 얻어올수 있다.
struct hostent
{
    char *h_name;         /* 호스트의 공식 이름 */
    char **h_aliases;     /* 별칭 리스트 */
    int  h_addrtype;      /* 호스트 주소 타입 */
    int  h_length;        /* 주소의 길이 */ 
    char **h_addr_list;   /* 주소 리스트 */
}

DNS는 서버/클라이언트 모델을 따르므로, 도메인 변환 서비스를 요청할 서버의 정보를 알고 있어야 한다. 리눅스(:12) 운영체제(:12)는 /etc/resolv.conf에 DNS 서버의 목록을 저장한다. gethostbyname 함수를 호출하면, resolv.conf에 등록된 서버에 요청을 한다. 다음은 reslov.conf의 내용이다.
search localhost
nameserver 211.62.36.242
nameserver 164.124.101.2

만약에 인터넷상에 등록되지 않은 도메인이름에 대한 정보를 요청할경우 NULL을 돌려준다. 하나의 도메인 이름은 두개 이상의 인터넷 주소에 대응할 수 있기 때문에 h_addr_list는 목록을 char의 2차원 배열 구조를 가진다.

다음은 gethostbyname() 을 이용해서 인터넷 주소를 얻어오는 간단한 예제 프로그램이다.

gethostbyname.c
#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    struct hostent     *myent;
    struct in_addr    myen;
    long int *add;

    myent = gethostbyname(argv[1]);
    if (myent == NULL)
    {
        perror("ERROR : ");
        exit(0);
    }

    printf("%s\n", myent->h_name);

    while(*myent->h_addr_list != NULL)
    {
        add = (long int *)*myent->h_addr_list;
        myen.s_addr = *add;
        printf("%s\n", inet_ntoa(myen));
        myent->h_addr_list++;
    }
}
다음은 위 프로그램으로 www.joinc.co.kr 과 www.yahoo.com를 테스트 했다.
[root@localhost test]# ./gethostbyname www.joinc.co.kr
www.joinc.co.kr
211.234.96.147
[root@localhost test]# ./gethostbyname www.yahoo.com  
www.yahoo.akadns.net
66.218.71.83
66.218.71.84
66.218.71.86
66.218.71.87
66.218.71.89
66.218.71.80
66.218.71.81
각 도메인에 할당된 주소정보를 제대로 가져오고 있음을 알수 있다.

/etc/hosts 참조

앞서 언급했듯이 gethostbyname() 을 호출할경우 우선적으로 /etc/hosts 의 호스트 정보를 찾게 되고 정보가 없을경우 /etc/reslov.conf 를 참조하게 된다. 다음은 테스트를 위한 /etc/hosts 정보이다.

192.168.1.102	gateway	
192.168.1.103	test.web.co.kr	
위의 프로그램을 실행시켜 보면 다음과 같은 결과를 보여줄것이다.
[root@coco test]# ./gethostbyname gateway       
gateway
192.168.1.102
[root@coco test]# ./gethostbyname test.web.co.kr
test.web.co.kr
192.168.1.103

/etc/hosts는 지역 네트워크에서 사용할 도메인 시스템을 만들기 위해서 유용하게 사용할 수 있다. 약 100대 정도의 검색을 위한 시스템으로 구성된 내부 네트워크가 있다고 가정해 보자. 이들을 어떻게 관리할 것인가 ? 점표기 방식 인터넷 주소로 ? 그건 너무 번거롭다. 알파벳을 이용한 도메인 이름을 사용하는게 나을 것이다. 이 도메인 이름은 단지 내부에서만 사용할 것이므로 내부 호스트들 간에 /etc/hosts 정보만 동기화 시키면 된다. 대략 다음과 같은 구성이 가능할 것이다.
# 검색을 위한 컴퓨터 시스템
192.168.0.2 search1.mycorp.co.kr
192.168.0.3 search2.mycorp.co.kr
192.168.0.4 search3.mycorp.co.kr
...

# 색인을 위한 컴퓨터 시스템
192.168.0.51 indexer1.mycorp.co.kr
192.168.0.52 indexer2.mycorp.co.kr
192.168.0.53 indexer3.mycorp.co.kr
관리하기가 훨씬 용이해 졌다.

인터넷 주소를 이진 데이터로 변환

때때로 우리는 점표기 인터넷 주소를 이진 인터넷 주소로 변환해야될 때가 있다.

이 변환 작업은 소켓 함수 inet_addr(:3)를 이용하면 된다.
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h> 

unsigned long int inet_addr(const char *cp);
이 함수는 매개 변수로 넘어온 점 표기 방식 인터넷 주소를 인터넷바이트 순서를 따르는 32bit 이진 데이타 형태로 변환 한다.

다음은 간단한 예제이다.

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h<
#include <unistd.h>
 
int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned long int bin_addr;     
    int dot_addr[4]; 
 
    bin_addr = inet_addr(argv[1]);
 
    printf("%u\n", bin_addr);   
}   

프로그램을 테스트해 보았다.
[root@localhost test]# ./inet_addr 192.168.100.130
2187634880

이것을 이진코드로 변경하면 아래와 같이 계산할 수 있다.
		10000010 01100100 10101000 11000000
		130      100      168      192  
기본적으로 inet_addr 을 했을경우 네트워크 바이트 순서가 적용되므로 리눅스의 리틀 엔디안(:12)과는 반대의 바이트 오더를 보여준다. 그러므로 위의 값은 192.168.100.130 으로 표현된다.

이진 데이타를 인터넷주소로 변환

어플리케이션 측에서 도메인주소를 인터넷주소로 인터넷 주소를 다시 이진 데이타로 변경했다면 이제 데이타를 인터넷을 통해서 목적지까지 보내기 위한 모든 준비가 완료된 셈이다.

이제 이데이타는 게이트 웨이를 거치고 라우터를 거치면서 최종목적지를 향하여 전송될것이고 목적지 인터넷주소가 인터넷에 물려있는 호스트라면 호스트까지 보내어질 것이고, 이것은 다시 해당 포트에 대기하고 있는 서버 어플리케이션으로 보내어질 것이다.

이제 데이타를 받은 서버 어플리케이션 측에서는 이 데이타가 어느 인터넷 주소로부터 도착했는지 알아야 할것이다(보통의 경우 굳이 알필요 없긴하지만 여러가지 이유로 - 이를테면 디버깅 이라든지 인터넷 데이타 통계를 위해서 - 상대방의 인터넷주소정보를 가져와야 한다.) 이럴경우 이진데이타를 다시 인터넷주소로 변경해야 하는데 이때 사용하는 함수가 inet_ntoa(3) 이다.

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

char *inet_ntoa(struct in_addr in);

다음은 inet_ntoa함수를 이용해서 점표기 방식 인터넷 주소를 가져오는 예제다.
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char **argv)
{
	char *addr;	
	struct in_addr in;	
	unsigned long int bin_addr;

	bin_addr = inet_addr(argv[1]);

	in.s_addr = bin_addr; 
	printf("%u\n", in.s_addr);
	addr = inet_ntoa(in);

	printf("address is %s\n", addr);
}

결론

도메인이름 변환 과정을 그림으로 묘사했다. 실제 인터넷 주소는 이진 인터넷 주소가 사용되겠지만, 쉬운 묘사를 위해서 점표기 방식 인터넷 주소를 사용했다.
  1. 사용자가 웹 브라우저의 주소창에 www.joinc.co.kr를 입력했다.
  2. 먼저 /etc/hosts를 검색한다.
    • www.joinc.co.kr에 대한 주소 정보가 저장되어 있지 않다고 가정하자.
  3. /etc/hosts에서 필요한 정보를 찾지 못했으므로 /etc/resolv.conf에 등록된 서버로 DNS 요청을 한다.
  4. DNS 서버는 데이터 베이스에서 www.joinc.co.kr에 대한 인터넷 주소값을 가져온다.
  5. DNS 서버로 부터 인터넷 주소를 받은 웹 브라우저는 해당 주소로 연결해서 HTML(:12) 페이지를 요청한다.