Ch03. L3 수준에서 외울 것들 - IP

IP 헤더 형식

IP 헤더 형식

• IHL: IP Header Length 값
  • 보통 5행으로, 5 * 4Byte(32Bit)라 20Byte이다.
• Total Length: 최대 2의 16승까지 받을 수 있다(64KB)
• Flags + Fragment Offset : 단편화
• TTL : 최대 크기는 255이며, 이 값이 0이 되면 해당 패킷은 버려진다. (홉을 지날 때마다 감소)
• Protocol: 헤더를 어떻게 해석할지 판단
• Header CheckSum: 네트워크 송수신 과정에서 유실되었는지 확인하는 checksum 값.

IP Header

• Header 값은 20Byte이다.
• Payload 값은 최대 MTU(1500 - 20 = 1480)까지 가능하다

Subnet Mask

Subnet MAsk

• Subnet Mask를 기준으로 NetID와 HostID를 구분한다.
• Bit 단위로 AND 연산을 통해, Net ID를 잘라내는 것을 Mask라고 한다.
• 과거에는 Net ID가, 차지하는 범위에 따라 A 클래스, B 클래스, C 클래스로 나뉘었고, 이를 구분하기 위해 Subnet Mask를 사용했었다.

참고: Subnet Mask로 나눈 HostID를 더 적은 범위에서 구분할 때 사용하는 것이 서브네팅이다.

CIDR

CIDR

• 최근에는 Net ID를 구분하기 위해 /(슬래시)로 표기를 해주며, 이를 CIDR로 한다.
• /(슬래시) 이후 전달되는 값을 단위는 Bit이다. 
  • 24Bit까지 netID, 8Bit는 Host ID로 이해하면 된다.

Broadcast IP주소

Broadcast IP주소

• Host ID가 255 즉 모두 1Bit인 경우는 특이한 케이스로 BroadCast 주소이다,
• BroadCast는 모두에게 다 전송하겠다는 의미이다.
• BroadCast 같은 경우 부하가 올라가고, 효율이 떨어지게 된다(특별한 상황이 아니라면, 사용하지 말자)
• Host ID 같은 경우 0 같은 경우 서브넷 마스크와 동일하기 때문에 사용할 수 없고, 255 같은 경우 BroadCast라, 사용이 불가능하다.

Host 자신을 가리키는 IP 주소

Host 자신을 가리키는 IP 주소

• Loop Back Address(127.0.0.1): 나 자신을 가리키는 주소
• 127.0.0.1을 사용하면 IP주소가 변경이 되더라도 나 자신을 가리키는 주소는 변경할 필요가 없다.
• Loop Back Address를 사용하면, IP 계층에서 Loop Back 주소로 이동하기 때문에 L2를 타지 않는다.

Internet: Router와 DNS의 집합체이다.

TTL과 단편화

TTL과 단편화

• Time To Live는 세포의 ‘텔로미어’ 같은 역할을 한다.
  • 보통 128,255 값으로 시작하며, Router - Router(Hop)를 지날 때 해당 값이 하나씩 줄어든다.
• 단편화는 MTU크기 차이로 발생한다.
  • MTU가 라우터마다 다르기 때문에 기존 1개였던 패킷을 2개로 쪼갤 수밖에 없다.
• 보통 단편의 조립은 수신측 Host에서 이루어진다.
  • 단편화는 최대한 발생하지 않는 것이 좋다.
  • VPN이 적용되었을 때, MTU Size가 줄어들어 단편화가 발생할 수 있다.

인터넷 사용 전에 해야 할 설정

• IP 주소
  • IPV4(32Bit)
  • ISP에서 IP주소를 할당해 준다.
• Subnet mask
• Gateway IP 주소
• DNS 주소

DHCP

DHCP 서버

• DHCP 체계는 주소를 할당하는 서버와 할당받으려는 클라이언트로 구성된다.
• 복잡한 인터넷 설정을 자동으로 해준다고 볼 수 있는데 핵심은 내가 사용할 IP 주소를 서버가 알려준다는 것에 있다.
• DHCP는 Broadcast 도메인 안에 묶여서, 인터넷 설정에 필요한 정보를 제공한다.
  • PC에서 Broadcast로 DHCP 서버에 인터넷 서버에 필요한 정보를 요청하고, 이를 DHCP 서버가 전달해 준다.

ARP(Address Resolution Protocol)

ARP

• ARP는 IP주소로 MAC주소를 알아내려 할 때 활용된다.
• 보통의 경우 PC를 부팅하면 Gateway의 MAC주소를 찾아내기 위해 ARP Request가 발생하며 이에 대응하는 Reply로 MAC주소를 알 수 있다.
• 이때 L2프레임에서 목적지 출발지는 PC, Mac주소는 PC의 MAC 주소를 가지고 있으며, Destination으로 GW의 mac 주소를 가지고 있는다

Ping과 RTT