IP(Internet Protocol)와 IPv4, IPv6

1. IP

IP는 Internet Protocol의 약자로, 네트워크 계층의 프로토콜로 네트워크에서 데이터를 전달하기 위한 규칙을 정의하는 프로토콜이다. IP를 통해 LAN내에서만이 아닌, 서로 다른 네트워크간의 데이터 송수신이 가능한 것이다.

인터넷은 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 장비들의 집합으로 구성되며, 다양한 인터넷 서비스(이메일, 웹 검색, 도메인 서비스 등)는 TCP와 IP를 기반으로 동작한다. (TCP는 데이터 전송의 신뢰성을 보장하고, IP는 데이터 패킷의 경로를 설정하고 전달)

 

패킷(IPv4)

네트워크 계층에서 캡슐화할 때 위 그림과 같이 데이터에 IP 헤더가 붙는다. 따라서 Data 필드를 제외한 나머지 필드들이 IP 헤더이며 이렇게 IP 헤더가 붙은 데이터를 IP 패킷(Packet)라 한다.

• Version
  : IP 의 버전을 나타내는 값으로 IPv4 일 경우 4, IPv6 일 경우 6
• Header Length
  : IP 프로토콜 헤더의 길이. IPv4 는 Options 로 인해 헤더의 길이가 가변적이라 헤더길이를 적는다.
• Type of Service(TOS)
  : 송신중인 IP 주소의 서비스 유형을 나타내며 패킷의 우선순위를 나타내는 값.
    이 값에 따라 패킷이 먼저 전송되거나 나중에 전송된다.
• Total Length
  : IP 헤더와 IP 데이터를 포함한 패킷의 총 길이
    Total Length - Header Length = Payload Length(Data Length)
• Identification
  : 통신중에 한번에 보낼수 있는 데이터의 양이 넘으면 패킷은 단편화가된다.
    단편화된 패킷을 식별하기 위한 고유의 값으로 이 값을 통해 패킷이 합쳐진다.
• Flags
  : 패킷의 분할(Fragment)에 관한 정보를 나타냄.
  - 첫 번째 비트: 사용 X, 항상 0으로 예약되어 있음
  - 두 번째 비트(DF, Don't Fragment): 0 = 분할가능, 1 = 분할불가
  - 세 번째 비트(MF, More Fragments): 0 = 마지막 조각, 1 = 이후 조각 더 있음
• Fragment Offset
  : 분할된 단편이 원본 패킷의 어디에 위치하는지(몇 번째였나)를 나타내는 값
• Time to Live (TTL)
  : 패킷이 네트워크를 통해 얼마나 오랫동안 전달될 수 있는지를 나타냄. TTL 값은 패킷이 각 라우터나 중간 네트워크 장치를 통과할 때마다 1씩 감소하며 값이 0이 되면, 해당 패킷은 더 이상 전달되지 않고 폐기된다.
• Protocol
  : 상위 계층의 프로토콜 타입을 알려주는 값
  - ICMP(1): 메세지 운반 | IGMP(2): 멀티캐스팅 멤버십 관리
    TCP(6): 세그먼트 운반 | UDP(17): 사용자 데이터그램 운반
• Header Checksum
  : 패킷 전송 중 헤더의 오류검출을 위해 있는 값
• Source IP Address
  :발신지의 IP 주소값
• Destination IP Address
  : 수신지의 IP 주소값
• Options
  : 보안단계, 소스경로, Timestamp 등의 옵션 사용 가능

 

 

2. IP 주소

IP 주소(인터넷 프로토콜 주소)로 숫자로 구성되며 인터넷에 연결된 모든 장치(컴퓨터, 스마트폰, 서버 등)에 부여되는 고유한 식별자다. 편지를 받으려면 우편함 주소가 필요하듯 장치와 서버가 통신 및 정보를 교환하기 위해서는 IP 주소가 필요하다. 예로 구글에 검색할 때, 장치의 IP 주소가 구글 서버에 요청을 전송하게 되며,  구글은 IP 주소로 사용자를 식별한 후 요청한 정보를 전송하게 되는 것이다.

 

IP 주소는 프로토콜 버전에 따라 IPv4와 IPv6로 구분된다.

 

❶ IPv4

 

• 32비트의 주소 체계 사용
• 보통 4개의 숫자로 구성 (각 숫자는 0 ~ 255 사이의 값을 가진다.)
• 점(.)으로 자리 구분
• 약 43억 개의 주소를 제공할 수 있지만, 인터넷 보급으로 사용자가 급증하면서 주소 부족 문제가 발생

 

❷ IPv6

 

• 128비트의 주소 체계 사용
• 보통 8개의 16진법으로 구성
• 클론(:)으로 자리 구분
• 약 340간(澗) 개의 주소를 만들 수 있다.

 

❸ IPv4 와 IPv6 특성 비교

 

비교 표

 

 

 

 

 

참고

책: 10일만에 배우는 네트워크 기초, 모두의 네트워크 | 미즈구치 카츠야 | 이승룡 옮김

https://nordvpn.com/ko/blog/public-ip-and-private-ip/

https://monand0603.tistory.com/40

https://boanin.tistory.com/33

https://themangs.tistory.com/entry/IP-%ED%97%A4%EB%8D%94-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-IP-%ED%8C%A8%ED%82%B7-%EA%B5%AC%EC%A1%B0-IP-%ED%97%A4%EB%8D%94-%ED%8C%A8%ED%82%B7-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

 

사진출처

IPv4와 IPv6 비교 표: https://m.blog.naver.com/wnrjsxo/221191938036