IP (Internet Protocol)

Date: 2022.07.26 Updated: 2022.07.26

카테고리: networkmodel

태그: Layer3 OSI7 networkmodel

🗂️IP (Internet Protocol)

IP(Internet Protocol)
- OSI 7 Layer에서 3계층에 해당하는 프로토콜
- Packet을 지정된 목적지 네트워크까지 전달하는 역할을 담당
- 비 연결 지향적
- 비 신뢰성
- 종단간 연결 보장
- IP주소에 따라 네트워크간 전송경로를 제어
- 필요에 따라 Fragment(단편화) 작업을 수행하기도 함
  
  Router가 연결하고 있는 MTU차이 때문에 지원 되는 기능
  
  PC에서는 4계층을 통과하지 못하고 MTU 크기를 초과 할 때만 수행 됨 → ICMP

🗂️IP Header

Header 크기 → Option필드의 크기에 따라 가변적 → 최소 20bytes ~ 최대 60bytes

　　 화면 캡처 2022-07-27 110427

0~4bytes Field
- Version (4bits)
  
  IP 버전 정보
  
  IPv4 header의 version 필드는 항상 4로 고정
  
  IPv6는 개발되면서 별도의 프로토콜을 발표
- IHL (4bits)
  
  IP Header Length 의 약어로 가변적인 IP header의 크기를 명시
  
  4개의 Bit로 표현되고 4bytes단위로 표시됨(최대 길이 값 60bytes)
- Different Service(1byte)
  
  데이터의 우선순위를 표시 → Router에서 우선순위를 확인하고 Routing을 수행 함
  
  D → 지연, T → 처리율, R → 신뢰성
- Total Length (2bytes)
  
  IP Packet의 전체 크기(IP Header + Payload)
  
  IP Packet의 최대 크기는 MTU 값을 가짐
  
  ※ MTU(Maximum Transmission Unit) : 최대 전송 단위
5~8bytes Field(3계층 Fragmentation과 관련된 Field)
- Identification (2bytes)
  
  IP 계층에서 단편화(Fragmentation) 가 수행 되기 전 원본 데이터의 식별 값
  
  통신의 시작 데이터는 Random Number로 할당되며 연속된 통신의 다음 데이터는 +1 증가한 값을 할당 받음
- IP Flags (3bits)
  
  단편화 유무를 체크하기 위한 필드
  
  ＞ X : 사용하지 않는 bit
  
  ＞ D(Don’t Fragment) : 단편화를 할 수 있는 경우 0, 할 수 없는 경우 1 값을 가짐
  
  ＞ M (More Fragment) : 단편화 된 마지막 조각이면 0 , 추가로 조각이 있으면 1 값을 가짐
- Fragment Offset (13bits)
  
  단편화 된 데이터의 순서를 나타내기 위한 필드
  
  IP Header를 제외한 Payload의 시작 크기 값을 순서 번호로 사용 함
  
  예) Payload의 크기가 2000인 경우 최대 MTU 크기 1500을 넘게 됨 ＞ IP 필수 Header 20bytes를 제외하고 1480bytes , 520bytes로 나누어서 데이터 전송
9~12bytes Field
- Time to Live (1byte)
  
  Network 환경에서 Packet이 생존할 수 있는 시간(통과할 수 있는 최대 Router 수)
  
  Router가 데이터를 내보낼 때 TTL 값이 1씩 감소됨
  
  TTL 값 0이 되는 장비에서 Packet 폐기
  
  초기 Default TTL값은 운영체제 종류에 따라 달라짐(윈도우:128, Linux/Unix:64 , 기타:255 등..)
  
  Network Looping 현상을 방지하기 위해 사용Protocol (1byte)
  
  *TTL에서의 Time은 시간이 아니고 횟수의 의미로 혼동하지 말자
- Payload에 포함된 프로토콜
  
  상위계층 프로토콜의 종류 → ICMP, UDP, TCP …
- Header Checksum (2bytes)
  
  IP Header의 오류나 변조여부를 확인하기 위한 값
  
  Header를 word 단위(2bytes)로 checksum
Variable Field
- Options (0~40bytes)
  
  IP packet을 제어 및 관리하기 위한 추가 정보
  
  ＞ Source Routing → 출발지 경로 지정
  
  ＞ Traceroute → 패킷 전송 경로 확인
  
  ＞ Security → IP packet의 보안 등급 지정
  
  Network Testing 이나 Debugging에 사용
  
  Option 필드가 사용된 경우 IP Header의 전체 크기가 32bits 단위 가 되지 않으면 폐기 됨