IP(Internet Protocol, 인터넷 프로토콜)는 네트워크를 통해 데이터 패킷이 전송되는 방식을 규정하는 일련의 규칙을 말합니다. 흥미로운 점은, IP에 대한 지식이 전혀 없어도 네트워크 기기를 자유롭게 사용할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 노트북이나 스마트폰은 모두 IP 주소를 사용하지만, 사용자가 기술적인 부분을 알지 못해도 아무 문제 없이 작동합니다.
그럼에도 불구하고 IP가 무엇을 의미하며, 왜 네트워크 통신에 필수적인 요소인지 이해하고 있으면 인터넷의 작동 방식을 훨씬 깊이 있게 파악할 수 있습니다.
인터넷 프로토콜(IP)이란?
IP는 인터넷에 연결된 기기들이 작동하는 방식을 표준화하는 규격의 집합입니다. 네트워크 통신의 맥락에서 보면, 인터넷 프로토콜은 데이터 패킷이 네트워크를 통해 이동하는 방법을 정의합니다.
프로토콜은 네트워크상의 모든 기기, 나아가 전 세계 인터넷에 연결된 모든 장치가 서로 얼마나 다르더라도 같은 '언어'를 사용하고 하나의 체계 안에서 통합될 수 있도록 보장해 줍니다.
즉, IP 프로토콜은 인터넷 또는 어떤 IP 네트워크든 기기들이 IP 주소를 기반으로 패킷을 전달하고 라우팅하는 방식을 표준화합니다.
IP 라우팅(Routing)
주소 지정(Addressing)과 함께 라우팅은 IP 프로토콜의 핵심 기능 중 하나입니다. 라우팅이란 IP 주소를 바탕으로 송신지에서 수신지까지 IP 패킷을 네트워크를 거쳐 전달하는 과정을 의미합니다.
이러한 전송은 대개 라우터(Router)를 통해 이루어집니다. 라우터는 목적지 IP 주소를 확인하여 여러 개의 라우터를 거치는 경로 중 다음 목적지가 어디인지 결정합니다.
TCP/IP의 관계
전송 제어 프로토콜(TCP, Transmission Control Protocol)이 IP와 결합하면, 인터넷이라는 고속도로의 교통 통제관이 탄생합니다. TCP와 IP는 함께 인터넷으로 데이터를 전송하지만, 각각 담당하는 역할과 계층이 다릅니다.
IP만으로는 네트워크를 통한 신뢰성 있는 패킷 전송을 보장할 수 없기 때문에, 연결의 신뢰성을 확보하는 역할은 TCP가 맡습니다.
구체적으로 TCP는 다음 사항들을 보장합니다:
- 패킷이 손실되지 않음
- 패킷이 올바른 순서대로 도착함
- 전송 지연이 허용 가능한 수준으로 유지됨
- 패킷이 중복되지 않음
이 모든 것은 수신된 데이터가 일관성 있고, 순서대로, 완전하게, 그리고 끊김 없이(예를 들어 통화 중 음성이 끊기지 않도록) 전달되도록 하기 위함입니다.
데이터 전송 시 TCP는 IP 바로 앞 단계에서 작동합니다. TCP가 먼저 데이터를 TCP 패킷으로 묶어 IP에 넘기면, IP는 이를 다시 IP 패킷으로 감싸(encapsulation) 전송합니다.
IP 주소의 이해
많은 컴퓨터 사용자에게 IP 주소는 IP의 가장 흥미로우면서도 신비로운 부분일 것입니다. IP 주소는 컴퓨터, 서버, 전자 기기, 라우터, 휴대폰 등 네트워크에 연결된 특정 기기를 식별하는 고유한 숫자 조합입니다.
IP 주소는 송신지에서 수신지까지 IP 패킷을 라우팅하고 전달하는 데 필수적입니다. IP 주소가 없다면 인터넷은 여러분의 이메일이나 다른 데이터를 어디로 보내야 할지 알 수 없습니다.
한마디로 요약하면, TCP는 데이터를, IP는 위치를 담당한다고 할 수 있습니다.
가장 널리 쓰이는 IP 주소 유형은 IPv4 주소입니다. 32비트 주소 체계를 사용하는 IPv4는 약 43억 개의 IP 주소를 제공하지만, 모바일 기기와 사물인터넷(IoT) 기기의 폭발적인 증가로 더 많은 주소가 필요해졌습니다. 이에 따라 새로운 유형인 IPv6가 배포되었으며, 128비트 주소 체계는 이론상 우리가 평생 더 많은 주소를 필요로 하지 않을 만큼 방대한 양의 주소를 제공합니다.
참고로 IPv5는 IPv4와 동일한 32비트 주소 체계를 사용했기 때문에 실제로 배포되지 못했습니다.
IP 패킷(Packet)
IP 패킷은 정보의 기본 단위입니다. 각 패킷은 데이터와 IP 헤더(header)를 함께 실어 나릅니다. TCP/IP 네트워크에서 전송되는 TCP 패킷을 포함한 모든 데이터는 비트 단위로 분해된 후, 네트워크 전송을 위해 패킷에 담깁니다.
패킷들이 목적지에 도착하면, 다시 원래의 데이터 형태로 재조립(reassembly)됩니다.
음성과 IP의 만남, VoIP
VoiP(Voice over Internet Protocol, 인터넷 프로토콜 음성)는 이처럼 보편화된 전송 기술을 활용하여 Skype와 같은 서비스를 통해 음성 데이터 패킷을 기기 간에 주고받습니다.
VoIP의 강력함은 바로 IP에서 나옵니다. 이미 존재하는 데이터 전송망을 활용함으로써 더 저렴하고 유연한 통신 서비스를 제공할 수 있기 때문입니다.
재미있는 사실은, 최초의 VoIP 통화는 우리가 아는 인터넷보다 먼저 등장했다는 점입니다. 1973년 ARPANET 실험의 일부로 진행된 것이 그 시작이었습니다.