이번시간에는 네트워크의 가장 핵심적인 IP에 대해서 공부해 보도록 하겠습니다.
IP 특징, IP Header Format, IP 주소체계, 전송 방법에 대해서 자세하게 알아보도록 합시다!
▶ IP(Internet Protocol) 란?
IP는 인터넷 상의 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 데이터를 보내는데 사용되는 프로토콜이다.
- IPv4 - 8bit씩4부분으로 10진수로 표시 (32bit) ex) 192.168.0.1
- IPv6 - 16bit씩 8부분으로 16진수 표시 (128bit) ex) 2010:0230:abcd:ffff:0000:0000:0000:ffff
▶ IP가 제공하는 서비스 특징
① 비신뢰성(Unreliable) - 목저지 네트워크까지 패킷의 정확한 전송을 보장 X, 가능한 범위 내 패킷을 목적지까지 전달하는 최선형 서비스(Best Effort Service)제공
② 비 접속형(Connection less) - 연속되는 데이터그램에 대한 어떠한 상태 정보도 없어 어긋난 순서로 배달
③ 주소 지정 - 각 네트워크 상에 접속해 있는 노드의 주소를 지정
④ 경로 지정 - 특정 목적지로 패킷을 전송할때 어떤 경로를 경유하여 전송할 것 인지를 지정
▶ IP 주소 체계
IP주소 체계는 크게 클래스별 분류, 전송 방법에 따른 분류로 나눌 수 있다.
1) 클래스별 분류
- IP주소는 32bit로 구성되며 4개의 byte로 나누고 각각의 바이트를 10진수로 표시하는 방식 사용
- IP주소는 네트워크를 구분하기 위해 네트워크랑 호스트로 구성되며 그 갯수에 따라 5개의 클래스로 구분
* Net ID = 해당 컴퓨터가 소속된 네트워크 배정 이름
* Host ID = 해당 컴퓨터 한대에 배정된 이름
클래스별에 따른 분류는 부여자에 따라서 공인 IP와 사설IP로 구분된다.
- 공인IP : ISP업체(Internet Service Provider)로 부터 지정된 IP (KT, SK등) A~C = 사용가능한 네트워크, D = 멀티캐스트용, E = 연구용
Q. 멀티 캐스트용 D클래스에 대해 조금더 자세하게 알고 싶어요
멀티 캐스트는 다음과 같은 용도로 사용되지만 일반 전공자는 A~C까지만 알아도 상관없습니다.
- 사설IP : 네트워크 내부에서 부여되는 가승의 IP로 주로 무선 공유기에서 부여 받는다.
Q. 만약 255.255.255.0 /24 를 가진 네트워크일시 호스트로 사용가능한 네트워크는 255개 인가요?
아닙니다. 네트워크에는 네트워크 자신을 알리기 위한 네트워크 주소와 모두에게 패킷을 보내기 위한 브로드캐스트 주소가 필요 합니다.
첫번째 주소인 255.255.255.0은 무조건 네트워크 주소로 사용되고 마지막 주소인 255.255.255.255는 무조건 브로드캐스트 주소로 사용됩니다.
2) 전송방법에 따른 분류
전송 방법에 따른 분류로는 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드 캐스트로 나눌 수 있습니다.
▶ IP Header Format
(1) Version(4Bit) = 인터넷 프로토콜 버전으로 IPv4일 경우 4 IPv6일 경우 6
(2) Header Length(4Bit) = IP프로토콜 헤더의 길이를 4Byte 단위로 나타 낸다.(5x4=20byte ←평균, 15x4=60byte)
(3) Type of service (8Bit) = IP패킷의 우선순위를 정한다 (음성 → 영상 → text)
우선권 필드(Precedence)-3Bit, TOS필드-4Bit, 예약필드-1Bit
(4) Total Length(16Bit) = IP패킷 전체길이를 Byte단위로 나타낸다. (헤더 + 데이터)
[최대크기 2^16-1 = 65.535byte]
(5) Identification(16Bit) = 최대전달유닛(Maximum Transmission Unit)보다 더 큰 데이터를 보낼시 여러개의 패킷으로 분할 전송하며,
목적지에는 분할된 패킷을 재조립 할때 사용(패킷을 식별하는 번호)
* MTU = packet = 3 Layer Header(20) + SDU(1480) = 1500byte
(6) Flag(3Bit) = 패킷이 단편화 되었는지 아닌지 단서를 제공
|
첫번째 비트 |
예약된 비트 (항상 0) |
- |
|
두번째 비트 |
단편화 금지 비트 (Don't Fragment) |
1: 패킷이 분할 되지 않았다. |
|
세번째 비트 |
추가 단편화 비트 (More Fragment) |
1: 마지막 패킷이 아니다. |
(7) Fragment Offset(13Bit) = 단편화된 조각의 상대적 위치를 나타낸다.
IP메세지의 맨 앞부터 몇 번째 바이트에 위치하는지 기록되어 있음.
(8) Time To Live (8Bit) = 패킷이 경유할수 있는최대 홉수를 나타내며, 패킷이 라우터를 통과할때마다 TTL값은 1씩 감소
0이되면 패킷이 폐기됨, 그리고 송신측으로 ICMP메세지를 전달
(9) Protocol(8Bit) = IP패킷이 어떤 상위 프로토콜과 관련있는지 상위계층 프로토콜을 나타낸다. (TCP=6, UDP=7)
(10) Header Checksum(16Bit) = IP패킷 헤더의 오류 발생여부를 확인하기 위한 필드
(11) Source IP Address(32Bit) = 발신자(출발지) IP주소를 나타냄
(12) Destination IP Address(32Bit) = 수신자(목적지) IP주소를 나타냄
(13) Option = 위 헤더 정보외 정보기록시 이 곳에 옵션필드를 추가 할 수 있는 영역, 하지만 사용이 잘 안됨
|
제어옵션(Class 0) |
1) 00000 (1byte) = 옵션 목록 끝 2) 00001 (1byte) = padding (패딩 필드) 5) 01001 (가변) = Strict 소스 라우팅 (엄격한 출발지 경로 지정) 6) 00111 (가변) = 경로 기록 | |
|
디버깅 또는 측정 (Class 2) |
1) 00100 (가변) = 시간값 기록 (트래픽 측정) 2) 10010 (12byte) = traceroute (보통 traceroute유틸을 사용하지 이 것을 사용하지 않음) | |
▶ IP주소 관리 방식 문제점
IP주소의 낭비와 부족현상으로 클래스별 이외의 IP주소 관리 방법에 대해 필요성 제기
① 낭비되는 IP를 줄이기 위해 서브네팅(Subnetting) 개념 도입
② 부족한 IP를 효율적으로 사용하기 위해 C클래스 주소 몇개를 합쳐 하나의 네트워크 주소로 관리할 수 있는 슈퍼네팅(Supernetting) 제안
③ 클래스를 구분하지 않는 주소 방식인 CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 제안
|
Subnetting, Supernetting, CIDR에 대해서 궁금하면? = |
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참고 문헌 및 출저
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Cisco Router.ppt
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