IP주소와 라우팅 01. 네트워크 계층의 역할과 IP의 구조

안녕하세요 bannavi입니다^ㅅ^

오늘은 IP주소와 라우팅 첫번째 시간이에요

네트워크 계층의 역할과 IP구조에 대해 살펴보도록 하겠습니다

바로 시작하겠습니다

 

 

 

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네트워크 계층이란?

 

역할 : 1. OSI 7 Layer의 3계층으로 패킷 포워딩과 네트워크간 라우터를 통한 라우팅 수행

 

2. IP(Internet Protocol)주소를 사용하여 통신, 계층적 구조

 

3. 대표적인 장비는 라우터, 또는 L3라고 부른다

 

IP와 IP의 연결은 Packet으로 이루어져 있고 상위계층으로 가기 위해서는 Segment 통신을 하게 되어있다

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IP 정의와 구조

IP(Internet Protocol)

 

 

1. 네트워크 계층에서 통신하는 주요 프로토콜로 라우팅을 구현하고 본질적인 인터넷을 구축하는 계기

2. 1974년 IEEE 논문 발표 "A Protocol for Packet Network Intercommunication"

3. 전송 제어 프로그램의 비연결 데이터그램 서비스로 시작 -> 연결 지향 서비스로 보완

4. RFC 760 -> RFC 791 IP, Conectionless

5. RFC 761 -> RFC 793 TCP, Connection-oriented service

6. TCP/IP 모델의 기원

7. 현재 사용중인 버전은 IPv4이며 후속 버전으로 IPv6 릴리즈

 

 

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IP 주소 확인

 

 

Windows OS CMD > Ipconfig, Linux 계열 > Ifconfig 명령어를 통해서 확인

 

제어판 > 네트워크 및 인터넷 > 연결된 인터페이스 확인

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IP 구조

 

1. IP는 헤더와 페이로드로 구성되어 있다

2. 헤더는 목적지 & 출발지 IP 주소 등을 포함, 페이로드는 전송되는 데이터를 의미

 

 

IPv4 헤더 구조

 

1. 최소 20바이트(옵션 미 지정시)

 

한줄이 4바이트(32비트)

 

 

 

IPv4 헤더 구조 - 상세

Version: IP버전, IPv4

Header Length(HLEN) : 헤더의 길이, 4바이트 단위 최소 5(20 바이트) ~ 15

(한 줄을 1로 보기때문에 5면 20바이트 라는것)

Type of Service : 서비스 품질

Total Packet Length : IP 패킷 전체의 길이 - 바이트 단위 - 최대 65,535

 

Identifier, Flags, Offset : IP Fragment 필드로 단편화와 재조합, 큰 패킷이 작은 패킷으로 전송되는 경우

 

Time to Live : IP 패킷 수명

Protocol ID : 데이터에 포함되어 있는 상위 계층의 프로토콜 정보, TCP6, UDP17

Header Checksum : 오류 검출

 

Source, Destination IP Address : 출발지 & 목적지 IP 주소

IP Header Options & Padding : 옵션, 거의 사용되지 않음 시험/디버깅 용도, 통신에는 미관여

 

 

 

 

IPv4 헤더 구조 - PCAP

 

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IP 주소 클래스

IP 주소 구성

 

IP주소는 2진수 32비트로 구성

총 2의 32승 = 4,294,967,296 = 42억 9천여개

최초 IP 주소 설계 시 충분한 수량이었으나 현재는 거의 고갈된 상태

한국 인터넷정보센터에서 IP 주소 할당 확인

2진수는 어렵기 때문에 일반적으로 10진수로 표현

예) 168.126.63.1

 

2의 8승은 256 = 10진수 한 옥텟은 최대 0 ~ 255까지 가능

 

 

 

 

2진수 -> 10진수 표현

2진수는 0 & 1, 2개로 구분

10진수는 0 ~ 9까지 총 10개로 표현

2의 0승 = 1 = 00000001, 2의 1승 = 2 = 00000010, 2의 2승 = 4 = 00000100

 

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IP 주소 클래스

 

네트워크와 호스트

 

IP주소는 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나뉜다

네트워크는 브로드캐스트 영역, 호스트는 개별 단말기

 

 

 

 

IP 주소 클래스

IP주소는 네트워크의 크기에 따라 5개의 클래스(A, B, C, D, E)로 구분

 

 

A 클래스 : 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255, 호스트는 2의 24승

처음이 0으로 시작하면 A클래스로 봐도된다

 

B 클래스 : 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255, 호스트는 2의 16승

 

C 클래스 : 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255, 호스트는 2의 8승 = 256개

아마 네트워크를 하게되면 이 C클래스를 가장많이 보게 되실거에요

 

D & E 클래스 : 멀티캐스트용(224.0.0.0 ~239.255.255.255)과 연구용(240.0.0.0 ~ 255.255.255.254)

 

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Wrap up

 

1. 네트워크 계층은 패킷 포워딩과 네트워크간 라우팅을 수행

 

2. 주요 프로토콜로 IP(Internet Protocol)가 있으며 1974년 IPv4공개

 

3. IPv4 헤더 구조

4. IPv4의 주소는 32비트로 구성되며 2의 32승으로 약 42억 9천여개

 

5. IP는 네트워크와 호스트로 나뉘며 크기와 용도에 따라 5개의 클래스로 구분한다