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IP

#network #layer3

참고 자료

1. IP

images/encapsulation.png

IP Internet Protocol 는 네트워크 계층의 통신 프로토콜 입니다. IP 는 패킷 헤더의 IP 주소IP Address 를 통해 패킷을 송신 호스트에서 수신 호스트로 전달합니다. 이러한 목적으로 인터넷 프로토콜은 패킷의 구조를 정의하고 이를 캡슐화 하는 방식을 정의합니다. 또한 송/수신 정보를 통해 아래 계층의 데이터 단위인 Datagram 을 레이블링 하는 방법또한 정의합니다.

2. IPv4

IP 에는 IPv4 와 IPv6 두가지 주요 버전이 있습니다. 그중 현재 (2023년) 널리 활용되는 IPv4 에 대해서 알아보겠습니다.

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IP, IPv4 에 대한 주요 특징은 다음과 같습니다.

  • 32bit 주소체계를 사용한다.
    • 최대 232개 = 43억 개 존재 가능
  • Connectionless
  • 패킷을 분할/병합하는 기능을 수행하기도 한다.
    • 패킷을 분할 하는 작업은 송신 호스트/라우터 에서 발생하며
    • 패킷을 병합 하는 작업은 수신 호스트/라우터 에서 발생합니다.
  • 데이터 체크섬은 제공하지 않고, 헤더 체크섬만 제공한다.
    • 라우터는 패킷을 전달 받으면 체크섬을 계산해서 헤더의 체크섬 값과 비교합니다.
    • 일치 하지 않으면 해당 패킷은 버립니다.
    • 데이터 (payload)에 대한 오류검증은 더 위 계층에서 이루어 져야 합니다.
      • TCP,UDP 의 체크섬에서 처리
  • Best Effort 원칙에 따라 전송 기능을 제공한다.
    • 전송 패킷이 수신 호스트에게 100% 도착하는 것을 보장하지 않는다.
    • the network dos not provide any guarantee that data is delivered or that delivery meets any quality of service.

3. Public IP, Private IP 그리고 Loopback IP

images/ips.png

Public IP (왼쪽) 와 Private IP (오른쪽)

Public IP vs Private IP

공인 IP (Public IP a.k.a Global IP) 사설 IP (Private IP)
할당 주체 ISP (Internet Service Provider) 라우터 (공유기)
할당 대상 개인 또는 회사의 서버(라우터) 개인 또는 회사의 기기
고유성 인터넷 (전 세계)에서 유일한 값 하나의 네트워크 안에서 유일
공개 여부 내/외부 접근 가능 외부 접근 불가능
Routing Router 가 처리 함 Router 가 기본적으로 라우팅 하지 않음

Private IP 의 주소 대역

클래스 사설 IP 주소 대역 Host Id Network Id 사용처
Class A 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 24bit 8bit 초 거대 네트워크
Class B 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 16bit 16bit 대학교 수준
Class C 192.16.0.0 ~ 192.168.255.255 8bit 24bit 일반 기업, 공유기 
:exclamation: IPv4 에는 A ~ E 다섯 클래스가 있으며 각각에 대해서 공인 IP, 사설 IP 의 범위가 정해져 있다. 보통 A ~ C 클래스가 인터넷 디바이스의 대부분을 차지 하며 D 와 E 클래스는 특별한 이유로 사용된다.

Loopback IP

  • 자기 자신을 가르키는 특별한 IP 주소.
  • IPv4 에서는 보통 127.0.0.1 을 주로 사용한다.
    • 원래는 127.0.0.X 에 해당하는 모든 주소가 루프백이다.
  • 도착지가 Loopback IP 라면 IP 는 패킷을 생성해서 더 아래 계층 (Data Link 계층, Physical 계층)으로 보내는 것이 아니라 다시 윗 계층으로 올려보낸다.
Last update: March 4, 2023
Created: January 14, 2023