7. IP 프로토콜

쉽게 배우는 데이터 통신과 컴퓨터 네트워크를 정리한 내용입니다

1. 개요

IP 프로토콜은 인터넷 환경에서 네트워크 계층의 데이터 전송 프로토콜로 특징은 아래와 같다

• 비연결형 서비스를 제공한다
• 패킷을 분할/병합하는 기능을 수행하기도 한다
• 라우터간 패킷 중개시 Best Effort라는 원칙에 따라 전송기능을 제공한다

2. 헤더 구조

1) DS/ECN

사용자에게 제공하는 서비스의 품질에 관련된 내용을 다룬다.

(도입이전에는 Service type필드를 이용)

 

2) 패킷 분할 

- Identification(식별자 혹은 구분자) : 송신호스트가 지정하는 패킷 구분자 기능 수행

- DF(Don't Fragment) : 패킷이 분할되지 않게 해줌

- MF(More Fragment) : 여러 분할패킷이 연속적으로 올경우 MF는 1, 없을땐 MF 0을 통해 분할 패킷이 추가로 있는지를 알 수 있음

- Fragment Offset(분할 옵셋) : 패킷분할이 이루어지면 12비트의 fragment offset 필드를 사용한다. 저장되는 값은 패킷의 내용이 원래 분할전 데이터에 위치하는 상대주소 값으로 8배수

 

3) 주소 관련 필드

- Source Address : 송신 호스트의 IP 주소

- Destination Address : 수신 호스트의 IP 주소

IP 주소는 클래스 A,B,C,D,E로 나뉜다. 클래스 A,B,C는 유니 캐스팅에서 이용하고, 클래스 D는 멀티 캐스팅에서 이용한다. 클래스 E는 향후 새로운 환경을 위해 잠정적으로 예약해둔 클래스임

IP 클래스 구분

클래스 A,B,C는 주소를 network, host필드로 구분해 관리하면서 클래스별로 네트워크크기에 따라 주소관리를 다르게 함

- Network : 네트워크 주소로 전세계적으로 유일한 번호가 모든 컴퓨터 네트워크에 할당된다.

- host : 네트워크 주소 결성시, host 비트값을 개별 네트워크 관리자가 할당.

 

4) 기타 필드

- Version Number(버전 번호) : IP 프로토콜의 버전 번호(IPv4, IPv6)

- Header Length(헤더 길이) : IP 프로토콜의 헤더길이를 32비트 단위로 표시한다.

- Packet Length(패킷 길이) : IP 헤더를 포함한 패킷의 전체 길이.

- Time To Live(생존 시간) : 패킷의 생존 시간으로 라우터를 지날때마다 이 필드값을 감소시키면서 체크한다

- Transport(전송 프로토콜) : IP 프로토콜에 데이터 전송을 요구한 전송 계층의 프로토콜이 어떤것인지를 가르키는 값(UDP, TCP, ICMP)

- Header Checksum(헤더 체크섬) : 전송 과정에서 발생할 수 있는 헤더 오류를 검출하는 기능으로, 데이터의 오류는 검출하지 않는다

- Options(옵션) : 네트워크 관리나 보안처럼 특수 용도로 이용가능

- Padding(패딩) : IP 헤더의 길이는 32비트 워드의 크기가 배수가 되도록 설계되어있는데, 이 조건에 맞지 않을경우 패딩을 이용한다

 

3. 패킷 분할

각 네트워크에서 다루는 프레임의 크기가 다르기 때문에 네트워크에서 처리하기 편한 크기로 분할을 해야한다. IP 프로토콜의 분할 기능은 전송 경로에 위치한 라우터에 의해 수행된다.

 

4. DHCP 프로토콜

IP 주소 부족등의 사유로 IP주소를 여러 주소에 공유해서 사용할 수 있다. 이때 자동할당을 위해 사용하는게 DHCP(Dynamic Host Configuratoin Protocol)

자동으로 할당 가능한 IP주소가 DHCP서버가 관리하는 풀에서 관리되며, IP주소 요청이 오면 IP주소를 할당한다. 사용이 끝나면 주소 풀로 반환된다. -> 적은 IP주소를 가지고도 활용을 할 수 있음