[CS] Internet Protocol (IP) 기본 개념

인터넷 프로토콜 (IP)

🔸 개념

• 송/수신 호스트 (장치)가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 프로토콜
• OSI 네트워크 계층에서 주소 지정, 패킷 분할 및 조립 기능을 담당
• 표준 프로토콜은 IPv4이며 IPv6 로 전환 중

🔸 OSI 7 계층과 TCP/IP 계층

OSI 7 계층과 TCP/IP 계층의 차이

• TCP/IP 계층이 먼저 개발되었음으로 OSI과 정확하게 일치하지 않는다.
• 두 모델 모두 계층적인 구조를 가지고 있다.
• OSI에 비해 TCP/IP는 계속해서 표준화되며 신뢰성이 높다.
• OSI가 장비 개발과 통신 자체에 대한 표준화를 제시한다면 TCP/IP가 실질적인 통신에 사용된다.

TCP/IP 계층

• 응용 계층
  서버에서 실행되는 어플리케이션에서 발생하는 데이터를 메세지로 변환하여 하위 계층으로 전달 ⬇
  또는, 하위 계층에서 전달받은 데이터를 사용자가 사용할 수 있는 어플리케이션으로 실행 ⬆

• 전송 계층
  IP로부터 오는 데이터 오류 감시 및 제어 담당

• 인터넷 계층
  상위 계층에서 받은 메세지에서 주소 해석 및 네트워크 확인 후 포스트 (최종 타켓) 장치에 전송

• 네트워크 인터페이스
  상위 계층에서 받은 패킷을 프레임으로 전환 후 물리적인 회선에 전달 ⬇
  또는, 비트 단위의 데이터를 프레임으로 전환 후 상위 계층으로 전달 ⬆

패킷 교환에 따른 네트워크 통신 방식

🔸 패킷 교환 기술

• 데이터를 일정한 크기로 분할 후 도착지에 대한 주소지를 헤더에 추가한다.
• 헤더가 추가된 데이터 블럭을 교환기가 수신하여 목적지까지 정확히 도착할 때까지 기억장치에 저장하고 있는다. (해킹의 원인이 될 수 있다.)
• 중계 횟수, 전송 거리, 혼잡도에 따라 순서가 바뀌어 도착하는 데이터그램 방식이 있다.
• 양단에서 호가 성립되는 동안에도 통신자원을 공유할 수 있으므로 망 자원의 효율성이 높다.

🔸 데이터그램

• 각 패킷이 독립적으로 처리된다
  목적지가 동일한 패킷이여도 언제나 동일한 경로를 따르지 않는다.

• 순서 없이 전달되어 양단간에 요청,응답 형태를 갖는다.
  버퍼를 이용하여 데이터를 재정렬하여 메세지를 복원해야하는 단점이 있다.

• Connectionless
  사전에 연결 설정을 위한 호처리 필요가 없어 소수 패킷 전송에 빠르고 오버헤드가 없다.

🔸 가상회선

• 회선 연결 개념에 의해 전송 경로 확보 후 전송
  모든 패킷이 동일한 경로를 통해 전송된다.
  데이터가 순차적으로 도착한다.

• 가상 번호 기반으로 가상 회선이 구현되기에 호처리가 필요하다.
  호처리에 대한 오버헤드가 존재한다는 단점이 있다.

호처리: 라우팅에 등록하는 과정

IP 주소 체계

🔸 정의

• 32비트의 이진수 체계
• 4개의 바이트로 나누고 첫번째 바이트 (4bit)에 따라 Class가 구분된다.
• 데이터 패킷을 전송할 때 사용되는 주소 체계다.

🔸 주소체계

• 네트워크를 식별하는 네트워크 아이디와 네트워크의 호스트 컴퓨터를 식별하는 호스트 ID가 있다.

🔸 서브넷 (Subnet)

서브넷팅: 할당된 네트워크 ID의 IP주소로 내부망 (여러개의 서브넷)을 만드는 과정

• 서브넷팅을 통해 IP 주소를 네트워크 내부에서 분할하여 지역 네트워크로 사용하는 것

🔸 DNS (Domain Name System)

• 특정 컴퓨터 또는 서버의 주소를 찾기 위해 도메인 이름(ex. www.xx.com)을 IP로 변환 후 라우팅 정보를 제공하는 시스템

느낀점

• 매번 공부하면서 느끼지만 데이터들이 통신하는 방법을 알아갈수록 컴퓨터의 무한한 매력에 빠져든다. 아직도 알아가야 할 것들이 산더미이지만 이전에 아예 몰랐을 때는 마법처럼 막연하게 느껴졌던 것들이 이런 과정들을 통해 보여졌다고 생각하니 괜히 친구같네..

참고 자료

• 서울디지털대학교 데이터통신 8주차
• https://velog.io/@doondoony/ip101