IPv4, ICMP프로토콜

박민주·2024년 2월 1일

CS network 네트워크

IPv4 프로토콜

IPv4가 하는일

네트워크 상에서 데이터를 교환하기 위한 프로토콜
데이터가 정확하게 전달될 것을 보장하지 않는다. (데이터가 깨지거나 누락 될 수 있다.)
중복된 패킷을 전달하거나 패킷의 순서를 잘못 전달할 가능성도 있다. (악의적으로 이용되면 DoS공격이 됨)
데이터의 정확하고 순차적인 전달은 그보다 상위 프로토콜은 4계층에서 한다.

IPv4 프로토콜의 구조

Version : IP 헤더의 버전을 나타내며 4가 온다. 6이오는 경우는 없다. (구조자체가 다르다)
IHL : ip헤더의 길이. 4비트로 표현된다. ip헤더의 길이를 4로 나눈 값을 쓴다. 최소값은 5이고, 최대값은 15이다.
Type of Service : 이 패킷의 우선순위를 나타내는 값이다. 이 값에 따라 패킷이 먼저 전송되거나 나중에 전송된다. 하지만 지금은 쓰이지 않는다. 0으로 비워둔다
Total Length : Payload(데이터)까지 합쳐진 길이. 상위계층에서부터 캡슐화된 내려온 데이터와 합친 전체의 길이.
idetification : 단편화/재조합 관련필드
- IP 데이터그램을 여러 조각으로 분할하는 것을 단편화, 단편화 한것을 재조합이라한다.
- 단편화 전 원본 IP데이터 그램을 식별하기 위한 ID값이다.
IP Flags : 단편화/재조합 관련필드
- 3bit으로이루어져 잇다.
- 첫번째 'x'는 사용하지 않는다.
- 두번째 Dont fragmentation. 단편화하지않고 데이터를 전송하곘다는 의미이다. 하지만 최대 단위보다 크면 전송되지 않기에 쓰지 않는다.
- 세번째 More fragmentation. 패킷을 쪼개서 보낼때 뒤에 패킷이 더 있다고 알려주는것. 단편화가 되어 단편이 남아 있으면 1로 명시된다. 없다면 0.
Fragment Offset : 단편화/재조합 관련필드.
- 13bit로 이루어져있다.
- 단편화 된 데이터들이 순서대로 오지 않기 때문에 현재 단편들의 상대위치(Offset)를 저장한 필드이다.
- Offset이라는 단어는 IT에선 '어느기준으로부터 얼마만큼 떨어져있다.'라는 뜻이다.
Time To Live(TTL) : 패킷이 존재할 시간을 지정한다.
- 오류가 나서 특정 네트워크 대역에서 영원히 머물게되는 것을 방지한다.
- 라우터/L3 스위치를 통과할때마다 1씩 줄어든다. 0이 되면 폐기된다.
protocol : 상위 타입이 뭔지 알려준다.
- icmp (1), tcp (6), udp (17) 가 대표적이다.
Header Checksum : 헤더가 오류가 있는지 없는지 확인하는 값.
Source IP Address : 출발지 IP주소. (4byte)
Destination IP Address : 목적지 IP주소. (4byte)
Ip Option
- 옵션은 붙을수도 있고 안 붙을 수도있다. 옵션이 붙으면 하나당 4바이트씩 붙는다.
- 최대 10개 옵션이 붙을 수 있다.

실질적으로 5줄 20byte라고 생각하면된다.

ICMP

ICMP가 하는일

ICMP(Internet Control MEssage Protocol, 인터넷 제어메시지 프로토콜)

네트워크 장치에서 네트워크 통신 문제를 진단하는 데 사용하는 네트워크 계층 프로토콜
네트워크 컴퓨터 위에서 돌아가는 운영체제에서 오류 메시지를 전송받는데 주로 쓰인다.
프로토콜의 구조의 Type과 Code를 통해 오류 메시지를 전송받는다.

예를 들어 메시지가 너무 길거나 데이터 패킷이 순서에 맞지 않게 도착하여 수신자가 메시지를 조합하지 못할 수 있습니다. 이러한 경우 수신자는 ICMP를 사용하여 발신자에게 오류 메시지를 알리고 메시지 재전송을 요청합니다.
https://aws.amazon.com/ko/what-is/icmp/

ICMP 프로토콜의 구조

특정 대상과 내가 통신이 잘되는지 확인한다.

Type : ICMP 의 메세지를 구별할 수 있는 값. 대분류라고 볼 수있다.
- Echo Reply(0) : 응답.
- Echo(8) : 요청
- Destination Unreachable (3) : 대상에 연결할 수 없음. 코드는 수신기 디바이스가 네트워크에 존재하지 않음을 나타냄
- Time Exceded (11) : 대상에 도달했지만 응답을 못받는 경우. 대상에게 문제가 있다.(예. 상대방이 방화벽을 켰을 떄)
- Redirect(5) : 코드는 대상에 연결하기 위한 더 나은 경로를 나타내는 메시지를 다른 라우터로 보냅니다. 원격지에 있는 상대방의 라우팅 테이블을 수정할 때 쓰인다. 상대방의 라우팅 테이블을 수정할 수있기 때문에 보안상 중요하다.
Code : 메세지 내용에 대한 추가 정보 (즉, ICMP TYPE에 대한 상세 정보)
Cehcksum : ICMP의 값이 변조 여부를 확인

Wireshark로 실습

cmd명령어로 ping 8.8.8.8 (구글 dns) 동작한 뒤 Wireshark로 확인해보았다.

version : 역시나 4가 나온다.
Header Length : 20byte지만 4로 나눈값인 5가 입력됐다.
Type Of Service : 여기서는 Differentited Services Field로 쓰여있지만 역시 사용하지 않는다.
IP Flags : 첫번째 bit 사용하지 않는다. 두번째 Dont fragment도 사용하지 않는다. 세번째 More fragment. 0으로 되어있다. 단편이 없음을 알 수 있다.
Time to Live : 존재 시간이 128인 것을 알 수 있다. (128은 윈도우, 64는 리눅스이다.)
Protocol : ICMP이므로 1