[TCP/IP] 인터넷 계층

인터넷 계층

• 네트워크 인터페이스 계층과 협력하여 다른 컴퓨터에게 데이터를 전달하는 역할
• IP 주소를 식별자로 데이터를 전달할 수 있다
• 프로토콜
  • 수신지 컴퓨터가 멀어도 데이터를 전달할 수 있도록 설계

 라우터

• 데이터를 목적지까지 전달하기 위한 장비
• 네트워크와 네트워크를 연결하는 역할
• 라우팅
  • 하나의 라우터가 네트워크 경로 탐색하고 경로상의 라우터에게 데이터 전달 위임
  • 만약 통신 경로상의 장애가 있으면 다른 경로로 재개
  • 대표 프로토콜 : BGP, OSPF, RIP
• 라우팅 테이블
  • 목적지 호스트가 속한 네트워크 정보와 경유해야 하는 라우터의 정보를 저장
  • 라우팅 테이블에 정보가 없으면 디폴트 라우터 혹은 기본 라우터에게 물어봄
  • 정적 라우팅
    • 네트워크 관리자가 직접 수작업으로 라우팅 테이블을 설정
    • 기본 라우터, 디폴트 라우터는 정적 설정
  • 동적 라우팅
    • 라우팅 프로토콜을 사용해서 자동으로 경로 정보를 수집 후 라우팅 테이블을 설정
    • 거리 벡터형
      • RIP
      • 목적지까지의 거리를 보고 최단거리를 사용
      • 경유하는 라우터의 수(홉)로 판단
      • LAN에 적합
  • 링크 상태형
    • OSPF
    • 네트워크 통신 상태 정보를 맵으로 관리하며 상태가 좋은 경로를 사용
  • 경로 벡터형
    • BGP
    • 경로의 거리뿐아니라 경로 도중 경유하는 AS 정보도 포함

 

IPv4

• 현재까지 주소를 지정할 때 가장 많이 사용되는 인터넷 계층 프로토콜
• 32비트 문자열 사용
• 8비트씩 4개 단위로 끊어서 10진수로 변환 후 표기
• 헤더
  • 송신지와 수신지의 IP 주소
  • 패킷 길이 등등

 

 IPv6

• 128비트의 주소로 만든 프로토콜
• IPv4와 함께 사용 중
• 마이그레이션
• 듀얼 스택
  • 하나의 장비에 두 종류의 주소를 할당해서 둘 다 사용
• 터널링
  • IPv4 네트워크를 지나갈때는 IPv4 패킷 안에 IPv6 패킷을 채워서 보냄

IP 주소와 관련된 기술

• private address, public address 
• IP 주소 고갈 방지를 위한 기법
• IPv6 도입 가속
• DNS
  • 도메인명과 연결해주는 기술

IP 패킷의 유통기한

• 수신지가 없거나 경로를 잘 못 파악해 전달되지 못한 패킷은 TTL을 설정하여 네트워크에서 기간을 초과한 패킷을 발견하면 소멸하도록 구정

 

MTU(Maximum Transmission Unit)

• 한 번에 전송할 수 있는 데이터 크기
• 통신 경로의 상태에 따라 달라짐
• 라우터의 작업 부하가 높아지거나 분할된 패킷 중 일부가 유실되면 복원이 어려움
• 데이터 송신전 통신 경로 전체의 MTU를 살펴보고 MTU 보다 작은 크기의 패킷을 만들도록 설정하기도 함

네트워크 부와 호스트 부

• 호스트 : 네트워크에 연결된 컴퓨터나 네트워크 장비
• 네트워크 부의 기준 : 라우터 등의 장비 없이 통신이 가능한 같은 컴퓨터들의 그룹

 

Address Class

네트워크 부와 호스트 부의 길이를 고정하여 결정한 것 

 

서브넷 마스크

• 미리 정해져있는 네트워크부의 길이를 유연하게 사용 가능
• IP 주소에 추가되는 정보이므로 32비트가 더 필요
• 네트워크를 더 세분화하여 서브 네트워크(서브넷)를 만들 수 있음
• 호스트들의 규모에 맞게 적절히 서브넷을 구성하면 작은 네트워크를 만들어 효율적인 네트워크 운영 가능
• IP 주소의 할당 방법
  • 호스트 부만 자유롭게 할당하여 사용
• 한계
  • 네트워크 부의 길이를 늘릴 수는 있지만 더 줄이지는 못함
  • 호스트 부가 짧으면 서브넷의 효율이 떨어짐

 

ICMP

데이터 전송 중 문제가 생길 경우 장애 상황을 통보하기 위해 사용 예) 수신 측 컴퓨터가 꺼져있어서 데이터가 전달되지 못한다면 송신 측으로 타입 3번 메시지 전달