네트워크 계층 모델 - 3계층, IPv4, ICMP 프로토콜

IPv4 프로토콜

IPv4 프로토콜이란?

네트워크 상에서 데이터를 교환하기 위한 프로토콜이다. IPv4 프로토콜은 데이터가 정확하게 전달될 것을 보장하지 않는다. (악의적이든 오류가 발생하든) 패킷을 중복적으로 전송하거나 패킷의 순서를 잘못 전달할 경우 최종 목적지까지 데이터가 도달하지 않을 수 있다. 데이터의 순차적이고 올바른 전달은 상위 계층인 TCP에서 보장한다.

IPv4 프로토콜의 구조

1. 0 ~ 4 바이트

   • version : IPv4 버전임을 명시 (4)
   • IHL(IP Header Length) : 헤더의 길이. IPv4 프로토콜 길이는 20 ~ 60 이므로 4비트로 표현하기 위해 실제 길이/4 로 표현
   • TOS : Deprecated 되어 비워둠
   • Total Length : 상위 계층으로부터 인캡슐레이션 되어 내려온 페이로드 길이까지 포함한 전체 길이

2. 5 ~ 8 바이트

   • Identification : 대용량 데이터는 패킷으로 조각화되어 전송됨. 이때 수신하는 측에서 쪼개진 패킷을 다시 하나로 합치기 위해 각 패킷들의 원본 데이터 id를 저장
   • IP flags : x, DF(Don’t Fragmentation) - 최대 전송 단위 설정 여부, MF(More Fragmentation) - 조각화 시 쪼개진 각 패킷을 끝까지 읽어오기 위해 패킷이 남아있다는 의미를 표현
   • Fragment offset : 조각화된 패킷을 순서대로 받기 위해 해당 패킷이 원본 데이터에서 몇번째인지 오프셋(인덱스 개념)

3. 9 ~ 12 바이트

   • Time To Live : 패킷이 출발지에서 목적지까지 정상적으로 도달하지 못해 무한루프에 빠질 경우를 대비해 루프를 돌 최대 횟수를 지정. 지정된 횟수 이상으로 루프돌면 패킷 삭제 처리(Windows : 128, Linux : 64)
   • Protocol : 상위 프로토콜(ICMP - 1, TCP - 6, UDP - 17) 타입 명시
   • Checksum : 헤더가 올바른지 비교하기 위한 값

4. 13 ~ 16 바이트

   • 출발지 IP 주소

5. 17 ~ 20 바이트

   • 도착지 IP 주소
6. (옵션) IP Option

ICMP 프로토콜

ICMP 프로토콜이란?

Internet Control Message Protocol 특정 디바이스와 자신의 통신이 잘 이루어지고있는지 확인하는 프로토콜이다. 네트워크 프로토콜 위에 존재하는 디바이스의 운영체제에서 오류 메시지를 전송받는다.

ICMP 프로토콜의 구조

• Type(대분류)

  • 0과 8 : 응답과 요청
  • 3(Destination Unreachable) : 목적지 도달 실패 (라우터 설정 등으로 인해 도착 자체 실패)
  • 11(Time Limit) : 목적지 도착 후 응답을 받기 실패 (방화벽 설정등으로 도착은 했으나 응답 실패)
  • 5(ICMP Redirect) : 라우터 테이블 원격 수정(보안 문제 관련)
• Code(소분류)
• Checksum : 헤더가 올바른지 비교하기 위한 값

Reference

[따라學IT] 06. 멀리 있는 컴퓨터끼리는 이렇게 데이터를 주고받는다 - IP 프로토콜 구조

[따라學IT] 06. 멀리 있는 컴퓨터끼리는 이렇게 데이터를 주고받는다 - ICMP 구조