[ ( 자습 ) 네트워크 ] 8. IP (인터넷 프로토콜)

네트워크 계층의 핵심적인 프로토콜인 IP는

물리 계층 & 데이터 링크 계층의 한계를 극복하는 프로토콜이다.

 

 

📌 IP의 두 가지 기능

- 주소 지정 ( IP Addressing )  (6,7번 필드)

- 단편화 ( IP Fragmentation) (1~5번 필드)

 

 

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주소 지정

 

- IP 주소를 사용하여 특정 네트워크에 있는 특정 Host 를 지정한다.

ex) 192.168.10.2

 

- 한 숫자당 8비트로 표현한다. 

 

- 점으로 구분된 각 비트를 Octet이라고 한다.

 

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IPv4 로 할당 가능한 주소의 개수는 2^32개

= 전 세계 인구가 쓰기에 충분치 않다.

 

 

➡️IP 주소 부족을 해결하기 위해 생긴 IPv6 

 

 

IPv6의 패킷은 IPv4보다 상대적으로 간단하다

 

 

 

 

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 단편화

: 전송하고자 하는 패킷의 크기가 MTU보다 클 때, 

  MTU 이하 크기로 복수의 패킷으로 나누어 보낸다.

 

MTU : Maximum Transmission Unity

 = 한 번에 전송 가능한 IP 패킷의 크기

   + IP 패킷의 헤더도 포함

   + 일반적인 MTU의 크기 = 1500 바이트 , MTU 이하로 쪼개진 패킷은 수신지에 도착해서 재조합된다.

 

 

위에 말했던 MTU인 1500 바이트는 프레임의 페이로드 데이터 필드에 나와있는 최대 크기를 말한다.

 

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저렇게 IPv4 패킷 헤더에 들어가는 수많은 정보들이 1500 바이트를 넘으면

MTU 이하로 쪼개서 여러 개의 패킷으로 보낸다.

 

이를 더 자세히 뜯어보면 아래와 같은 필드들이 있다.

 

 

 

1. 식별자

 : 패킷에 할당된 번호

  = 어느 데이터에서 쪼개졌는지 나타낸다.

 

 

2. 플래그

 : 세 개의 비트로 구성되어 있다.

 

- 1비트 = 항상 0, 사용되지 않음

 

- DF 비트 ( Don't Fragment ) = IP 단편화를 수행하지 말라는 뜻

  : 1 = IP 단편화 수행 X

   0 =  IP 단편화 가능

 

- MF 비트 ( More Fragment ) = 단편화된 패킷이 뒤에 더 있는지 알려줌

  : 1 = 쪼개진 패킷이 더 있다.

    0 = 쪼개진 패킷이 더 없다. = 내가 마지막이다. 

 

 

 

3. 단편화 오프셋

 : 초기 데이터에서 몇 번째로 떨어진 패킷인지.

 

  단편화된 패킷들은 수신지에 순서대로 도착하지 않을 수 있다.

  수신지를 재조합하려면, 단편화된 패킷이 초기 데이터에서 몇 번째에 해당하는 패킷인지 알아야 한다.

 

 

(방학 캠프에서 교수님이 말씀하신 게 이거 같다)

 

4. TTL (Time to Live)

 : 패킷의 수명 = 무의미한 패킷이 네트워크에 남아있는 걸 방지하기 위함

 

- 패킷이 하나의 라우터를 거칠 때마다 TTL 이 1 감소, 0으로 되면 폐기한다.

 

* hop : 패킷이 호스트 또는 라우터에 한 번 전달되는 것

 

 

 

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(추가)

IP 단편화를 피하는 방법

단편화는 많이 수행되지 않는 것이 좋다.

 

⚫️이유

1.  불필요한 트래픽 증가 / 대역폭 낭비

2. 쪼개진 IP 패킷들을 하나로 합치는 과정에서 발생하는 부하

   ➡️ 성능 저하 요소

 

 

➡️ 따라서, IP 패킷을 주고 받는 모든 노드가

     ' IP 단편화 없이 주고 받을 수 있는 최대 크기' 만큼만 전송해야 한다.

 

 

이 최대 크기는 각각의 노드 중에서

 처리할 수 있는 단위가 가장 작은 노드에 맞춘다.

 

위와 같은 경우에는 박스 하나가 최대 크기라고 생각하면 된다.

 

 

 

 

 

(출처)

유튜브 한빛미디어 - 혼자 공부하는 네트워크