2. IP(Internet Protocol)

인터넷 프로토콜은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약

OSI 3계층인 네트워크 계층에서 호스트의 주소 지정과 패킷 분할 및 조립 기능 담당

 

비신뢰성,비연결성: 흐름에 관여하지 않기 때문에 보낸 정보가 제대로 갔는지 보장하지 않는다는 것, 패킷 전송과 정확한 순서를 보장하려면 TCP 프로토콜과 같은 IP의 상위 프로토콜 이용해야 함

비연결성이란 송신자와 수신자가 데이터 전송을 위해 서로 연결될 필요가 없다는 성질

 

에러 제어와 흐름 제어가 없음: 정보의 전송이 가장 중요, 보낸 정보의 내용을 보장X, 패킷은 에러 검출만하고 만일 발견하면 폐기

 

대표적인 IP 주소체계: 현재 IPv4, 주소 공간 고갈 문제를 겪고 있어서 IPv6가 점차 확산

 

IP 크기 제한: IP의 크기는 20 ~ 40 바이트, IP 패킷은 네트워크가 수용할 수 있는 크기로 분할되어야 하는데, 이를 단편화
                     인터넷으로 데이터를 전송 시에는 IP 패킷을 잘라서 보내고 , 이런 단편화는 MTU 때문에 필요함

 

IPv4 : 인터넷에서 사용되는 패킷 교환 네트워크상에서 데이터를 교환하기 위한 32비트 주소체계를 갖는 네트워크 계층의 프로토콜

IPv4 헤더

IP 패킷의 앞부분에서 주소 등 제어정보 담고 있음, 최소 20바이트 이상

Ipv4 주소체계: 10진수로 총 12자리이며, 네 부분으로 나뉜다

각 부분은 10진수 0부터 255가지 3자리의 수로 표현한다

32비트 IP 주소는 Network를 나타내는 부분과 Host를 나타내는 부분으로 구성되어 있고, Network 부분과 Host 부분을 구분하는 것은 서브넷마스크이다.

 

IPv4 네트워크 클래스

 

A클래스

가장 높은 단위의 클래스로서 1~126 범위의 주소를 가짐, 두 번쨰 ,세 번째, 네 번째 단위의 세 숫자는 A Class가 자유롭게 네트워크 사용자에게 부여가 가능한 IP

B클래스

두 번째로 높은 단위의 클래스로써, 첫 번째 단위의 세 숫자는 128~191 가운데 하나를 가짐

C클래스

최하위의 클래스로 192~223을 가짐

D클래스

멀티캐스트 용도로 예약한 주소 224~240

E클래스

연구를 위해 예약한 주소

 

IPv4 헤더 구조

IPv6 헤더 구조랑 비교해서 이해

 

서브네팅: IP 주소 고갈문제를 해결하기 위해 원본 네트워크를 여러 개의 네트워크로 분리

 

FLSM

서브넷의 길이를 고정적으로 사용

한 대역을 동일한 크기로 나누는 방식

 

VLSM

서브넷의 길이를 가변적으로 사용

한 대역을 다양한 크기로 나누는 방식

 

서브넷 구하기!

2의 n제곱이 > subnet 갯수보다 큰 최솟값을 구해야 하고

그 n의 값과 처음 네트워크 에서 /이후의 값을 더한 것이 네트워크 주소값이고 나머지 자리의 수는 호스트의 주소값이 된다

서브넷 중에서 몇 번째 서브 네트워크를 원하는 지는 n의 위치에 따라 나눈 다음 나머지 호스트의 경우의 수를 구하면된다

 

IPv6

인터넷 프로토콜 스택 중 네트워크 계층의 프로토콜로서 버전 6 인터넷 프로토콜로 제정된 차세대 인터넷 프로토콜

현재 IPv4가 가지고 있는 주소 고갈, 보안성, 이동성 지원 등의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 128bit 주소체계를 갖는 차세대 인터넷 프로토콜

 

IP 주소의 확장 (32-> 128)

이동성(IPv6는 물리적 위치에 제한 받지  않고 같은 주소를 유지하면서도 자유롭게 이동 가능)

인증 및 보안 기능 (패킷 출처 인증과 데이터 무결성 및 비밀 보장 기능을 IP 프로토콜 체계에 반영)

개선된 Qos 지원(흐름 레이블 개념을 도입, 특정 트래픽은 별도의 특별한 처리를 통해 높은 품질의 서비스 제공),

Plug&Play 지원(IPv6 호스트는 IPv6 네트워크에 접속하는 순간 자동적으로 네트워크 주소를 부여 받음)

Ad-hoc 네트워크 지원(Ad-hoc 네트워크를 위한 자동 네트워킹 및 인터넷 연결지원)

단순 헤더 적용 (IP 패킷의 처리를 신속하게 할 수 있더록 고정 크기의 단순 헤더를 사용하는 동시에 확장 헤더를 통해 기능에 대한 확장 및 옵션 기능의 사용이 용이한 구조)

실시간 패킷 추적 가능 (흐름 레이블을 사용하여 패킷의 흐름을 실시간 제공)

 

헤더

version, traffic class, flow label, payload length, next header, hop limit, source, destination

 

주소체계

128비트의 주소 공간을 제공, 16비트 단위로 나누어지며 각 16비트 블록은 다시 4자리 16진수로 변환되고 콜론으로 구분된다

64비트를 기준으로 앞 64비트를 네트워크 주소로, 뒤 64비트를 네트워크에 연결된  랜카드 장비 등에 할당하는 인터페이스 주소

2 128개라서 거의 주소가 무한대이다

16비트(2옥텟)을 16진수로 표현하여 8자리로 나타낸다

 

IPv4, IPv6으로 전환 방법

듀얼 스텍 :  두 가지 프로토콜 이 모두 탑재되어 통신 상대방에 따라 해당 IP 스택을 선택하는 법

터널링: IPv6망에서 인접한 IPv4 망을 거쳐 다른 IPv6망으로 통신할 떄 IPv4 망에 터널 만들어고 IPv4 프로토콜로 캡슐화하여 전송하는방법

주소 변환: 서로 다른 네트워크 상의 패킷을 변환시키는 방법

 

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라우팅 프로토콜

데이터 전송을 위해 목적지까지 갈 수 있는 여러 경로 중 최적의 경로를 설정 해주는 라우터 간의 상호 통신규약이다

RIP(Routing information Protocol)

RIP는 AS내에서 사용하는 거리 벡터 알고리즘에 기초하여 개발된 내부 라우팅 프로토콜

벨만-포드 알고리즘 사용, 15홉 제한,UDP사용, 30초마다 정보 공유

 

OSPF(Open Shortest Path First)

규모가 크고 복잡한 TCP/IP 네트워크에서 RIP 단점을 개선하기 위해 자신을 기준으로 링크 상태 알고리즘을 적용하여 최단 경로를 찾는 알고리즘

다익스트라 알고리즘, 라우팅 메트릭 지정, AS 분할 사용, 홉 카운트 무제한, 멀티캐스팅 지원

 

BGP(Border Gateway Protocol)

변경 발생 시 대상까지의 짧은 경로를 Path Vecto 알고맂믕르 통해 선정, TCP 연결을 통해 자치 시스템(AS)으로 라우팅 정보를 신뢰성 있게 전달 ,ISP사업자들 상호 간에 주로 사용된느 라우팅 프로토콜, 순환을 피할 수 있또록 목적지까지 가는 경로 정보 제공,라우팅 비용 많이 들고 크기가 커서 메모리 사용량이 높다