컴퓨터네트워크 레포트 - IP 프로토콜의 주요 특징을 설명하시오.

I. 서론

집에서 노트북으로 강의 영상을 보다가 공유기 전원을 잠깐 껐다 켠 적이 있다. 화면은 멈췄다가 다시 재생됐지만 그 짧은 사이 인터넷 내부에서 어떤 일이 일어났는지는 평소 거의 생각하지 않는다. 웹페이지, 메신저, 영상통화는 겉모습이 전혀 다르지만 네트워크를 지나는 데이터는 일정한 규칙에 따라 목적지를 찾아간다. 그 중심에 IP가 있다. 컴퓨터네트워크 수업에서 IP를 처음 배울 때는 주소를 붙이는 규칙 정도로 생각했는데 헤더를 직접 읽어 보니 역할이 더 분명했다. IP는 패킷을 어느 목적지로 보낼지 판단하는 공통 형식을 제공하지만 전송 성공을 약속하지 않는다. 순서 보장이나 재전송도 IP의 기본 책임이 아니다. 오히려 필요한 기능을 제한하고 각 패킷을 독립적으로 다루는 설계 덕분에 서로 다른 종류의 네트워크를 연결할 수 있었다. IP의 특징을 이해하려면 무엇을 해 주는지뿐 아니라 무엇을 해 주지 않는지도 같이 봐야 한다.

II. 본론

1) 패킷을 독립적으로 보내는 비연결 데이터그램 방식

IP는 인터넷 계층에서 동작하는 데이터그램 프로토콜이다. 송신 측이 데이터를 보내기 전에 목적지와 고정된 연결을 먼저 맺어 두는 방식이 아니라 각 IP 데이터그램에 출발지와 목적지 주소를 담아 독립적으로 전달한다. RFC 791은 인터넷 프로토콜의 기본 기능으로 주소 지정과 단편화를 설명하고 라우팅을 목적지 쪽으로 데이터그램을 보내기 위한 경로 선택으로 다룬다. 같은 통신 흐름에서 나온 패킷이라도 네트워크 상황에 따라 서로 다른 경로를 지날 수 있다. 라우터는 앞선 패킷이 어느 길로 갔는지 기억해 같은 길을 강제하기보다 현재 라우팅 정보와 목적지 주소를 보고 다음 전달 지점을 결정한다.

비연결 방식은 구조를 가볍게 만들지만 대가도 있다. IP는 패킷이 목적지에 반드시 도착한다고 약속하지 않는다. 중간 라우터의 큐가 가득 차거나 경로에 문제가 생기거나 헤더 오류가 발견되면 패킷이 버려질 수 있다. 패킷이 원래 순서와 다르게 도착할 수도 있고 같은 데이터가 중복되어 도착하는 상황을 상위 계층이 고려해야 할 수도 있다. RFC 791도 IP가 신뢰성 있는 통신 기능을 제공하지 않으며 종단 간 확인응답 같은 기능을 두지 않는다고 명시한다. 이런 성격을 보통 최선형 전달이라고 부른다. 네트워크는 전달을 시도하지만 성공 여부를 IP가 보증하지는 않는다는 뜻이다.

처음에는 "인터넷의 핵심 프로토콜인데 왜 믿을 수 있게 안 만들었을까"라는 의문이 들었다. TCP와 함께 생각하면 이유가 이해된다. 파일 전송이나 웹 통신처럼 손실을 복구해야 하는 응용은 TCP가 순서 제어와 재전송, 흐름 제어를 맡을 수 있다. 반면 실시간 음성이나 영상처럼 늦게 도착한 패킷보다 최신 데이터가 중요한 응용에서는 UDP 같은 전송계층 프로토콜을 사용하고 응용이 필요한 제어를 따로 할 수 있다. IP가 모든 응용에 같은 신뢰성 기능을 강제하지 않으니 상위 계층이 목적에 맞는 방식을 선택할 여지가 생긴다. 인터넷 계층과 전송계층의 책임을 나누는 설계다.