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Internet Protocol

(IPv4, IPv6는 모두 현재 페이지로 Redirect된다.)

(Linux 명령어에 대한 내용은 ip_command (또는 ip (linux command), iproute2)을 참조.)

인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol, 문화어: 호상망규약)은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크(패킷 스위칭 네트워크, Packet Switching Network)에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약(프로토콜, Protocol)이며, OSI 네트워크 계층에서 호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당한다. 줄여서 아이피(IP)라고도 한다.

IP의 정보는 패킷 혹은 데이터그램이라고 하는 덩어리로 나뉘어 전송된다. IP에서는 이전에 통신한 적 없는 호스트에 패킷을 보낼 때 경로 설정이 필요없다.

IP는 비신뢰성(unreliability)과 비연결성(connectionlessness)이 특징이다. 비신뢰성은 흐름에 관여하지 않기 때문에 보낸 정보가 제대로 갔는지 보장하지 않는다는 뜻이다. 예를 들어 전송과정에서 패킷이 손상될 수도 있고, 같은 호스트에서 전송한 패킷의 순서가 뒤죽박죽이 될 수도 있고, 같은 패킷이 두 번 전송될 수도 있으며, 아예 패킷이 사라질 수도 있다. 패킷 전송과 정확한 순서를 보장하려면 TCP 프로토콜과 같은 IP의 상위 프로토콜을 이용해야 한다.

현재 인터넷에서 사용하는 표준 프로토콜은 인터넷 프로토콜의 4번째 판인 IPv4이다. 그러나 IPv4는 주소공간 고갈 문제를 겪고 있어 조만간 6번째 판인 IPv6가 대중화될 것으로 보인다. 마이크로소프트 윈도 XP, 맥 오에스 텐, 리눅스 등 현재 널리 쓰이고 있는 대부분의 운영 체제는 IPv6 프로토콜을 지원한다.

Categories

Routing schemes

자신의 글로벌 IP 확인

curl ifconfig.me 명령으로 자신의 글로벌 IP를 확인할 수 있다.

IP Address

간혹 혼동할수도 있는데 있는데 IP 번호는 hosts 에 부여되는 것이 아닌, Interfaces(랜카드 혹은 이더넷 카드로 불리워지는)에 부여 되는 것이다. 모든 랜카드는 랜카드 고유의 번호(Ethernet Address) 를 가지고 있으며, 이 이더넷 번호에 IP 번호를 매핑시키는 방식으로 각각의 이더넷에 IP 번호를 부여하게 된다.

Special-use addresses

The Internet Engineering Task Force (IETF) and the Internet Assigned Numbers Authority (IANA) have restricted from general use various reserved IP addresses for special purposes. Some are used for maintenance of routing tables, for multicast traffic, operation under failure modes, or to provide addressing space for public, unrestricted uses on private networks.

Address block

Address range

Number of addresses

Scope

Description

0.0.0.0/8

0.0.0.0–0.255.255.255

16777216

Software

Current network (only valid as source address).

10.0.0.0/8

10.0.0.0–10.255.255.255

16777216

Private network

Used for local communications within a private network.

100.64.0.0/10

100.64.0.0–100.127.255.255

4194304

Private network

Shared address space for communications between a service provider and its subscribers when using a carrier-grade NAT.

127.0.0.0/8

127.0.0.0–127.255.255.255

16777216

Host

Used for loopback addresses to the local host.

169.254.0.0/16

169.254.0.0–169.254.255.255

65536

Subnet

Used for link-local addresses between two hosts on a single link when no IP address is otherwise specified, such as would have normally been retrieved from a DHCP server.

172.16.0.0/12

172.16.0.0–172.31.255.255

1048576

Private network

Used for local communications within a private network.

192.0.0.0/24

192.0.0.0–192.0.0.255

256

Private network

IETF Protocol Assignments.

192.0.2.0/24

192.0.2.0–192.0.2.255

256

Documentation

Assigned as TEST-NET-1, documentation and examples.

192.88.99.0/24

192.88.99.0–192.88.99.255

256

Internet

Reserved. Formerly used for IPv6 to IPv4 relay (included IPv6 address block 2002::/16).

192.168.0.0/16

192.168.0.0–192.168.255.255

65536

Private network

Used for local communications within a private network.

198.18.0.0/15

198.18.0.0–198.19.255.255

131072

Private network

Used for benchmark testing of inter-network communications between two separate subnets.

198.51.100.0/24

198.51.100.0–198.51.100.255

256

Documentation

Assigned as TEST-NET-2, documentation and examples.

203.0.113.0/24

203.0.113.0–203.0.113.255

256

Documentation

Assigned as TEST-NET-3, documentation and examples.

224.0.0.0/4

224.0.0.0–239.255.255.255

268435456

Internet

In use for IP multicast. (Former Class D network).

240.0.0.0/4

240.0.0.0–255.255.255.254

268435456

Internet

Reserved for future use. (Former Class E network).

255.255.255.255/32

255.255.255.255

1

Subnet

Reserved for the "limited broadcast" destination address.

Private networks

Of the approximately four billion addresses defined in IPv4, three ranges are reserved for use in private networks. Packets addresses in these ranges are not routable in the public Internet, because they are ignored by all public routers. Therefore, private hosts cannot directly communicate with public networks, but require network address translation at a routing gateway for this purpose.

Name

CIDR block

Address range

Number of addresses

Classful description

24-bit block

10.0.0.0/8

10.0.0.0 – 10.255.255.255

16777216

Single Class A.

20-bit block

172.16.0.0/12

172.16.0.0 – 172.31.255.255

1048576

Contiguous range of 16 Class B blocks.

16-bit block

192.168.0.0/16

192.168.0.0 – 192.168.255.255

65536

Contiguous range of 256 Class C blocks.

자세한 내용은 Private network 항목 참조.

비교

Name

IPv4

IPv6

Description

Loopback Address

127.0.0.0/8

::1/128

-

Unspecified Address

0.0.0.0/0

::/0

바인드 주소(Source Address)만 가능하다. 이렇게 하면, 어떤 인터페이스 주소로든 가능한 연결을 할 수 있다.

IPv4

IPv4 구성 단위 (클래스)

IPv4 에서 루프백이 127.0.0.0/8 인 이유

127/8 (shorthand for 127.0.0.0/8) is reserved by IANA.

  • Historical limitation: there is no MASK in the first implementation of tcpip, that means network nodes use the first number to distinguish network size and host ID. moreover, since class A is determined by its first octet, the higher-order bit is 0, so 127.x.x.x (01111111.x.x.x) is the latest segement of class A addresses. people often use all zero or all one numbers for special usages, reserving a class A segment is for maximum flexibility.
  • Easy implementation: as what I say above, there was no MASK concept in early days, segment address 01111111.00000000.00000000.00000000 is easy to be determined by AND/XOR operations quickly and easily. Even nowadays, such pattern is still easy for matching subnets by applying XOR operation.
  • Reserved for future use: class A has 16,777,216 hosts, so it allows people have more space to divide it into a lot of reasonable zones for specific usages, different devices, systems and applications.

IPv6

IPv4 사용자를 IPv6 자습서

Hello IPv6 : IPv4 사용자를 위한 최소한의 자습서

  • IPv6가 단순히 더 많은 주소를 주는 것은 맞지만, 우리가 IPv4에서 배운 많은 것들이 IPv6에서는 변경되거나 사라짐
  • 집 또는 작은 사무실에서 사용하는 사람들을 위한 가이드
    • ARP, DHCP, NAT 등이 어떻게 IPv6에서 동작하는지
  • 요약
    • IPv6는 다른 이더넷 프레임 타입을 가짐 : 0x0800 (v4) vs. 0x86DD (v6)
    • IPv6 주소는 128-bit(16 bytyes) = 64-bit (network) prefix + 64-bit interface id
    • IPv6는 ARP(Address Resolution Protocol)가 아닌 NDP(Neighbor Discovery Protocol)
    • IPv6는 broadcast 주소 컨셉이 없음. 일부 multicast 주소들이 이 기능을 수행
    • IPv6는 DHCPv4처럼 동적으로 설정 가능하지만, DHCPv6, RA, PD, SLAAC을 이용 해서, 더 자주, 상태를 유지하는 것 없이 설정이 가능.
    • IPv6 에서는 NAT는 필요 없음. 만약 보안을 위해 필요하다면 랜덤/임시 IPv6주소를 사용 가능

IP 충돌시 확인 방법

자신의 주소에 대한 ARP 요청 또는 이웃 요청을 보낼 수 있습니다. 답장을 받으면 주소가 중복된 것입니다.

IPv6의 경우 자동으로 수행됩니다. ip addr을 실행하고 주소 플래그를 살펴보십시오.

  • 현재 확인 중인 주소에는 tentative" 플래그가 있고
  • 충돌하는 주소에는 dadfailed가 있습니다.

ndisc6을 사용하여 수동 확인/질의를 수행하십시오. 예를 들어: 

ndisc6 2001:db8:509a:107::1 eth0

IPv4에는 자동 중복 확인이 필요하지 않았지만 일부 시스템에서는 그렇게 합니다. 예를 들어 Windows는 중복에 대해 즉시 알려줍니다.

많은 DHCP 서버는 임대를 발행하기 전에 ARP 검사도 수행하므로 DHCP를 사용했다면 걱정할 필요가 없습니다.

해당 IPv4 도구는 arping입니다: 

arping -I eth0 192.168.1.42

서로 다른 대역의 IP끼리 통신하도록 설정하는 방법

예컨데 192.168.0.xxx와 10.0.0.xxx 와 같은 ...

방법1. PC의 랜카드 2개 사용

How_to_set_up_communication_between_IPs_of_different_bands-1.png

이 경우는 소켓 생성시 Binding Address 를 0.0.0.0 으로 하지 않도록 주의한다.

방법2. 랜카드에 IP2개를 할당

How_to_set_up_communication_between_IPs_of_different_bands-2.png

하나의 인터페이스에 어러 개의 아이피를 할당한다: 

sudo ip addr add 10.0.1.100/24 dev enp2s0
sudo ip addr add 192.168.0.100/24 dev enp2s0

또는 /etc/network/interfaces의 설정 파일에 저장할 경우: 

iface enp2s0 inet static
  address 10.0.0.100/24
iface enp2s0 inet static
  address 192.168.0.100/24

sudo ifup enp2s0

방법3. 공유기의 Routing Table 등록

How_to_set_up_communication_between_IPs_of_different_bands-3.png

스크린샷과 같은 경우 공유기 설정 페이지 들어가서 라우팅 테이블 추가:

  • Target: 10.10.10.0
  • Mask: 255.255.255.0
  • Gateway: 192.168.0.1

See also

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Programming Tips

Articles

References

  1. An_ipv6_guide_ko.pdf ↩

  2. Special_IP_Addresses_-_InetDaemon's_IT_Tutorials.pdf ↩