ICMP (Internet Control Message Protocol)
정의
IP 네트워크에서 IP 패킷의 전달 과정에서 발생한 오류나 네트워크 상태를 알리기 위한 인터넷 계층의 제어 메시지 프로토콜
ICMP가 하는 대표적인 역할
- 목적지까지 패킷을 전달할 수 없음을 알림
- 패킷의 TTL이 만료되었음을 알림
- 더 적절한 다음 홉을 사용하도록 호스트에 알림
ping과 같은 네트워크 진단 기능 제공
→ 즉 IP의 전달 과정에서 발생한 상황을 알려주는 프로토콜
ICMP는 어떤 계층인가
- ICMP는 일반적으로 TCP/IP 모델의 Internet Layer(인터넷 계층)에 속하는 것으로 설명한다. (OSI 7 Layer 기준 3 Network Layer)
- IPv4에서 ICMP는 IP 패킷 내부에 들어가며, IPv4 헤더의
Protocol필드 값 1로 ICMP임을 나타낸다
(참고) IP 패킷의 페이로드에 실려 가지만 애플리케이션 데이터를 전달하는 것이 아니라 IP 통신 과정의 오류·상태를 알리는 역할을 하므로, TCP/UDP와 달리 IP와 같은 계층으로 분류한다. 그래서 ICMP에는 포트 번호가 없다. (호스트(IP)까지만 다룬다 → 호스트 안의 프로그램을 고를 일이 없다)
ICMP 메세지의 기본 구조
- 위 그림은 IPv4 패킷 전체 구조를 보여주는 그림임
- IPv4 패킷 = IPv4 Header + Payload(ICMP 메시지)
- ICMP 메시지 = ICMP 헤더 + ICMP Data → IP 패킷의 Payload 전체
- ICMP Data = 그 메시지 안에서 헤더를 뺀 나머지 부분
Protocol = 1은 무슨 역할인가?- IPv4 헤더의
Protocol필드가 "IP 패킷의 Payload가 어떤 상위 프로토콜의 데이터인지" 알려줘. - 만약 Protocol = 6 → TCP
- IPv4 헤더의
Type, Code
- Type → 어떤 종류의 ICMP 메시지인가?
- Code → 해당 Type이 발생한 구체적인 이유는 무엇인가?
→ Type은 어떤 오류 메시지인지를 구분하며, ****빈번하게 일어나는 3가지를 알아보겠다.
Destination Unreachable
Destination Unreachable은 패킷을 목적지까지 전달할 수 없을 때 보내는 ICMP 오류 메시지다. (Type = 3)
- 목적지: 최종 목적지 주소(Destination IP)
패킷을 전달할 수 없는 구체적인 이유는 여러가지가 있을 수 있기 때문에 Code를 이용해 구체적인 원인을 구분한다.
(아래 표는 주요 코드 일부)
Time Exceeded
Time Exceeded는 IP 패킷의 TTL이 전달 과정에서 소진되었거나, IPv4 단편화된 패킷의 재조립 시간이 초과되었음을 알리는 ICMP 오류 메시지다. (Type = 11)
- TTL은 Time To Live(수명 시간)의 약자로, IP 패킷이 네트워크 상에서 무한히 맴돌지 않도록 방지하기 위해 설정하는 라우터(간석)를 거칠 수 있는 최대 횟수(Hop 수)를 의미
Time Exceeded의 Code는 두 가지가 있다.
실제로 네트워크 공부에서 가장 많이 접하는 것은 Code 0이다.
Code 0 : TTL exceeded in transit
예를 들어:
TTL이 소진되면 해당 라우터는 패킷을 버리고 원래 송신자에게 ICMP Time Exceeded를 보낼 수 있다.
( 송신자: 처음 패킷을 만든 Host A의 주소)
Redirect
ICMP Redirect는 호스트에게 특정 목적지로 패킷을 보낼 때 더 적절한 다음 홉(next hop)을 사용하도록 알려주는 메시지다. (Type = 5)
Redirect가 발생하는 상황
Host A의 기본 게이트웨이가 Router B라고 하자.
그런데 Host A가 Router B에게 패킷을 보냈더니 Router B가 판단하기에:
Host A → Router B → Router A → 목적지
보다
Host A → Router A → 목적지
로 바로 보내는 것이 적절할 수 있다.
그러면 Router B는 패킷 자체는 정상적으로 전달하면서 Host A에게:
"이 목적지로 갈 때는 Router A를 next hop으로 사용해라."
라는 ICMP Redirect를 보낼 수 있다.
Redirect 구조도
Ping을 통한 ICMP 확인
- ICMP 사용은 정말 쉽게 해볼 수 있음: 커맨드 창(CMD) →
ping [IP 주소]→ 엔터- 정상이면 정상 메시지, 통신이 안 되면 오류 메시지가 보임
- 구글 IP
ping 8.8.8.8로 실제 ICMP 메시지 형태를 확인 가능 - 실무에서는 내부 네트워크 간 통신이 되지 않을 때 ping으로 상태를 확인하고, 어떤 오류 메시지인지 파악해 빠르게 조치하는 용도로 쓴다고 합니다
정리
요약
- ICMP는 IP 전달 과정에서 생긴 오류·상태를 알리는 3계층 제어 프로토콜이다. 데이터를 전달하지 않으므로 포트 번호가 없다.
- 메시지는 Type(종류)과 Code(구체적 원인)로 구분한다. 중요한 것은 오류 메시지이며, 각 오류가 어떤 상황에서 발생하는지 구분하는 것이 핵심이다.
- 오류 메세지의 종류는 대표적으로 “Destination Unreachable (Type = 3): 패킷을최종 목적지로 전달할 수 없음”, “Time Exceeded (Type = 5): TTL 등이 소진되었다”, “Redirect (Type=11): 다른 경로(next hop)를 사용하는 것이 좋다”
