인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)
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 윈도우 7, OS X, 리눅스 등 현재 널리 쓰이고 있는 대부분의 운영 체제는 IPv6 프로토콜을 지원한다.
기능
UDP를 통해 링크 프로토콜 프레임으로 전달되는 애플리케이션 데이터 캡슐화
인터넷 프로토콜은 호스트 인터페이스 주소 지정, 데이터를 데이터그램(단편화 및 재조합 포함)으로 캡슐화, 하나 이상의 IP 네트워크를 통해 소스 호스트 인터페이스에서 대상 호스트 인터페이스로 데이터그램 라우팅을 담당한다. 이러한 목적을 위해 인터넷 프로토콜은 패킷 형식을 정의하고 주소 지정 시스템을 제공한다.
각 데이터그램에는 헤더 (컴퓨팅)와 페이로드 (컴퓨팅)라는 두 가지 구성 요소가 있다. IP 헤더에는 소스 IP 주소, 대상 IP 주소 및 데이터그램을 라우팅하고 전달하는 데 필요한 기타 메타데이터가 포함된다. 페이로드는 전송되는 데이터이다. 헤더가 있는 패킷에 데이터 페이로드를 중첩하는 이 방법을 캡슐화라고 한다.
IP 주소 지정에는 IP 주소 및 관련 매개변수를 호스트 인터페이스에 할당하는 작업이 수반된다. 주소 공간은 네트워크 접두사 지정을 포함하여 부분망(서브넷)으로 구분된다. IP 라우팅은 모든 호스트와 라우터에 의해 수행되며, 주요 기능은 네트워크 경계를 넘어 패킷을 전송하는 것이다. 라우터는 네트워크 토폴로지에 필요에 따라 특별히 설계된 라우팅 프로토콜(내부 게이트웨이 프로토콜 또는 외부 게이트웨이 프로토콜)을 통해 서로 통신한다.
대표적인 IP 주소 체계
다음은 보편적으로 사용되는 IP 주소 (ip address)체계이다.
IPv4
IPv6
IP 주소
Internet Protocol address, IP address, 표준어: 인터넷규약주소
컴퓨터 네트워크에서 장치들이 서로를 인식하고 통신을 하기 위해서 사용하는 특수한 번호이다. 만약 서버가 들어가지 않으면 IP가 안전하지 않다고 한다. 네트워크에 연결된 장치가 라우터이든 일반 서버이든, 모든 기계는 이 특수한 번호를 가지고 있어야 한다. 이 번호를 이용하여 발신자를 대신하여 메시지가 전송되고 수신자를 향하여 예정된 목적지로 전달된다. IP 주소를 줄여서 IP라고 부르기도 하나 IP는 인터넷 규약 자체를 가리키는 말이기 때문에 엄밀하게는 구별해야 한다. IP 와 IP 주소는 다른 개념이다.
IP 주소는 5036이나 5047, 인터넷에서만 사용되는 전화번호라고 생각할 수 있다. 한편, 이런 번호는 사람이 외우기 어렵기 때문에, 전화번호부와 같은 역할을 하는 서비스가 필요하다. DNS가 이런 역할을 하며 이런 서비스를 "도메인 이름 분석" (domain name resolution) 혹은 "이름 분석" (name resolution)이라고 한다.
오늘날 주로 사용되고 있는 IP 주소는 IP 버전 4(IPv4) 주소이나 이 주소가 부족해짐에 따라 길이를 늘린 IP 버전 6(IPv6) 주소가 점점 널리 사용되는 추세이다. 수사를 할 때도 IP 추적을 자주 한다.
IP 할당
고정된 IP 주소를 할당받아 사용하는 방법 이외에도 DHCP를 이용하여 동적으로 IP 주소를 할당받는 방법도 있다.
IP version 4 주소
이 부분의 본문은 IPv4입니다.
IP version 4 주소, 줄여서 IPv4 주소는 오늘날 일반적으로 사용하는 IP 주소이다. 이 주소의 범위는 32비트로 보통 0~255 사이의 십진수 넷을 쓰고 .으로 구분하여 나타낸다. 따라서 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지가 된다. 이론적으로 42억9496만7296개의 IP가 존재한다. 중간의 일부 번호들은 특별한 용도를 위해 예약되어 있다. 이를테면 127.0.0.1은 localhost(로컬 호스트)로 자기 자신을 가리킨다. (사실 127로 시작하는 모든 IPv4 주소가 마찬가지다)
IP version 6 주소
이 부분의 본문은 IPv6입니다.
모든 단말에 주소를 부여하기에 32비트로는 부족해짐에 따라 IP의 새로운 버전인 버전 6에서는 주소 길이를 128비트로 늘렸다. IPv6 주소는 보통 두 자리 16진수 여덟 개를 쓰고 각각을 : 기호로 구분한다.
할당된 IP 주소
IP 주소는 호스트에 동적으로 네트워크에 가입되는 경우에도 할당되거나 호스트 하드웨어 또는 소프트웨어의 설정으로 지속적으로 할당된다. 지속적인 설정은 고정 IP 주소를 사용하는 것으로 알려져 있다. 반면에 컴퓨터의 IP 주소가 재시작할 때마다 할당되는 경우, 이를 동적 IP 주소를 사용하는 것으로 알려져 있다.
동적 IP 주소는 동적 호스트 구성 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP)을 사용하여 네트워크에 할당된다. DHCP는 IP 주소를 할당하는 가장 빈번하게 사용되는 기술이다. 이는 네트워크의 각 기기에 특정 정적 주소를 지정하는 관리적 부담을 피할 수 있도록 해주며, 특정 시간에만 일부 기기가 온라인 상태인 경우 네트워크의 한정된 주소 공간을 기기들이 공유할 수 있도록 한다. 일반적으로 현대적인 데스크톱 운영 체제에서는 동적 IP 구성이 기본적으로 활성화되어 있다.
DHCP로 할당된 주소는 리스와 일반적으로 만료 기간이 있다. 호스트가 만료 전에 재갱신하지 않으면 해당 주소는 다른 기기에 할당될 수 있다. 일부 DHCP 구현은 호스트의 MAC 주소를 기반으로 동일한 IP 주소를 매번 다시 할당하려고 시도한다. 네트워크 관리자는 MAC 주소를 기반으로 특정 IP 주소를 할당하도록 DHCP를 구성할 수 있다.
DHCP는 동적으로 IP 주소를 할당하는 데 사용되는 유일한 기술은 아니다. 부트스트랩 프로토콜(Bootstrap Protocol)은 DHCP의 유사한 프로토콜로서 DHCP의 전신이다. 다이얼업과 일부 광대역는 점대점 프로토콜의 동적 주소 기능을 사용한다.
네트워크 인프라에 사용되는 컴퓨터와 장비, 예를 들어 라우터와 메일 서버는 일반적으로 고정 주소를 구성한다.
고정 또는 동적 주소 구성이 없거나 실패하는 경우 운영 체제는 호스트에게 상태 없이 주소를 자동으로 할당하는 링크 로컬 주소를 할당할 수 있다.
스티키 동적 IP 주소
스티키(Sticky)는 자주 변경되지 않는 동적으로 할당된 IP 주소를 묘사하는 비공식적인 용어이다. 예를 들어 IPv4 주소는 일반적으로 DHCP를 사용하여 할당되며, DHCP 서비스는 클라이언트가 할당을 요청할 때마다 동일한 주소를 할당하는 가능성을 최대화하는 규칙을 사용할 수 있다. IPv6에서는 접두어 위임이 유사한 방식으로 처리될 수 있으며, 변경이 최소한으로 발생하도록 할 수 있다. 일반적인 가정 또는 소규모 사무실 설정에서 하나의 라우터만 [인터넷 서비스 공급자에게 표시되며, ISP는 최대한 안정적인 구성을 제공하기 위해 스티키(Sticky) 구성을 시도할 수 있다. 가정이나 사업장의 로컬 네트워크에서는 로컬 DHCP 서버가 IPv4 구성을 스티키하게 제공하도록 설계될 수 있으며, ISP는 클라이언트가 스티키 IPv6 주소를 사용하도록 할당할 수 있다. 스티키(Sticky)는 정적(Static)과 혼동되어서는 안 된다. 스티키 구성은 안정성이 보장되지 않지만, 정적 구성은 영구적으로 사용되며 의도적으로만 변경된다.
주소 자동 구성
IPv4 네트워크에 대한 링크 로컬 주소를 위해 주소 블록 169.254.0.0/16이 정의되어 있다. IPv6에서는 정적 또는 동적 주소를 사용하더라도 각 인터페이스는 또한 블록 fe80::/10에서 자동으로 링크 로컬 주소를 받는다. 이러한 주소는 해당 호스트가 연결된 링크(예: 로컬 네트워크 세그먼트 또는 포인트 투 포인트 연결)에서만 유효한다. 이러한 주소는 라우팅할 수 없으며, 개인 주소와 마찬가지로 인터넷을 통해 패킷의 출발지 또는 목적지가 될 수 없다.
링크 로컬 IPv4 주소 블록이 예약된 당시 주소 자동 구성 메커니즘에 대한 표준이 존재하지 않았다. 이 공백을 채우기 위해 마이크로소프트는 자동 개인 IP 주소 지정(Automatic Private IP Addressing, APIPA)라는 프로토콜을 개발했으며, 이 프로토콜의 최초 공개 구현은 Windows 98에 처음 등장했다. APIPA는 수백만 대의 기기에 배포되어 산업에서 사실상의 표준이 되었다. 2005년 5월에 IETF가 이를 정식 표준으로 정의했다.
주소 충돌
IP 주소 충돌은 동일한 로컬 물리적 또는 무선 네트워크에서 두 장치가 동일한 IP 주소를 갖도록 주장할 때 발생한다. 주소의 두 번째 할당은 일반적으로 한 장치 또는 두 장치의 IP 기능을 중지시킨다. 많은 현대적인 운영 체제는 IP 주소 충돌을 관리자에게 알려준다. 충돌에 관여한 기기 중 하나가 LAN의 모든 기기에 대한 기본 게이트웨이 역할을 하는 경우, 모든 기기의 인터넷 사용이 영향을 받을 수 있다.
An Internet Protocol address (IP address)
a numerical label such as 192.0.2.1 that is assigned to a device connected to a computer network that uses the Internet Protocol for communication. IP addresses serve two main functions: network interface identification, and location addressing.
Internet Protocol version 4 (IPv4) defines an IP address as a 32-bit number. However, because of the growth of the Internet and the depletion of available IPv4 addresses, a new version of IP (IPv6), using 128 bits for the IP address, was standardized in 1998. IPv6 deployment has been ongoing since the mid-2000s.
IP addresses are written and displayed in human-readable notations, such as 192.0.2.1 in IPv4, and 2001:db8:0:1234:0:567:8:1 in IPv6. The size of the routing prefix of the address is designated in CIDR notation by suffixing the address with the number of significant bits, e.g., 192.0.2.1/24, which is equivalent to the historically used subnet mask 255.255.255.0.
The IP address space is managed globally by the Internet Assigned Numbers Authority (IANA), and by five regional Internet registries (RIRs) responsible in their designated territories for assignment to local Internet registries, such as Internet service providers (ISPs), and other end users. IPv4 addresses were distributed by IANA to the RIRs in blocks of approximately 16.8 million addresses each, but have been exhausted at the IANA level since 2011. Only one of the RIRs still has a supply for local assignments in Africa. Some IPv4 addresses are reserved for private networks and are not globally unique.
Network administrators assign an IP address to each device connected to a network. Such assignments may be on a static (fixed or permanent) or dynamic basis, depending on network practices and software features. Some jurisdictions consider IP addresses to be personal data.