인터넷 프로토콜

물리, 데이터링크에서 사용하는 허브, 스위치의 개념과 LAN 범위 내에서의 네트워크 연결을 살펴봤는데요. 데이터 링크 계층은 LAN에 속한 호스트와만 통신을 주고 받기 때문에, LAN 밖의 컴퓨터와 통신하기 위해서는 네트워크 계층을 사용해야 합니다.

 

MAC주소가 아닌 IP 주소를 사용해 통신하게 됩니다.

 

MAC 주소를 안쓰고 IP 주소를 사용하는 이유

MAC 주소는 하드웨어 제조업체에 의해 할당됩니다. 하지만 IP 주소는 IANA나 RIR 같은 중앙기관에서 관리하고 습니다. 따라서 맥주소보다 쉽게 조회하고 확인할 수 있습니다.

 

 

인터넷 프로토콜 특징

 

인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 은 대표적으로 IPv4, IPv6가 있습니다.

IPv4 주소가 42억개의 주소만 사용할 수 있다보니, 확장해서 나온 개념이 IPv6입니다. IP은 대표적으로 두가지 기능을 제공합니다.

 

주소 지정(Addressing)

IP 주소를 바탕으로 송/수신지 대상을 정하는 기능입니다. IP 식별을 통해 정확한 목적지에 도달할 수 있도록 보장합니다.

 

단편화(Fragmentation)

단편화는 네트워크를 통해 전송되는 데이터 패킷의 크기가 MTU보다 클 경우, 해당 크기 이하로 패킷을 자르는 것을 말합니다.

MTU는 1500byte입니다.

 

IPv4의 데이터 구조

IPv4의 데이터 구조는 위 그림과 같습니다. 데이터를 제외한 값이 헤더값 인데요. 부분부분만 살펴보겠습니다

• Identification: IP 패킷을 식별하는 식별자입니다. 패킷이 단편화가 되었다면, 해당 id로 구분하여 사용합니다.
• Flag: 패킷이 단편화가 되었는지 안되었는지, 이후 받을 더 패킷이 있는지에 대한 상태값을 제공합니다.
• Fragment offset: 패킷이 단편화 되었을때, 이 패킷의 상대주소값을 제공합니다.
• TTL(Time To Live) 패킷의 살아있을 수 있는 소멸시간을 의미합니다. 패킷은 하나의 홉(호스트)을 건너 뛸 때 마다 해당 TTL 값이 -1씩 감소하는데요. 해당값이 0이 되면 더이상 어디 전송되지않고, 소멸합니다.

IPv6의 헤더 구조

IPv6 헤더 구조는 조금 IPv4에 비해 깔끔해 보입니다.

• Traffic class: 패킷 우선순위를 나타내는 항목입니다. IPv4의 ID와 유사합니다.
• Flow Label: 플로우 식별자로, IPv6 패킷이 특정 플로우에 속하는지를 식별합니다. 동일한 플로우라면, 조금 더 빠르게 처리할 수 있습니다. 
• Next header(8비트): Ipv4는 고정 헤드 외에 확장 헤드를 사용합니다. 필요에 따라 추가 기능을 제공하여 유연성을 높입니다.

IPv4보다 IPv6이 효율적인 라우팅을 위해 개선된 헤더 모습을 보이네요. 잘 쓰면 네트워크 효율을 높일 수 있어 보입니다.