[후니의 쉽게 쓴 시스코 네트워킹] PART 05. IP 주소로의 여행

 section 01. IP 주소 이야기 - 1탄

IP 주소

TCP/IP 프로토콜을 만들 때 

이 프로토콜을 사용하는 모든 장비들을 구분해주기 위해서 만들어낸 것 

- 이진수 32자리로 되어 있다 

- 각 8자리 (octet) 사이에는 점을 찍는다

- 10진수로 나타낸 ip 주소를 다시 이진수로 변환하여 사용한다

 

section 02. 라우터에서 IP 주소 이해하기

라우터에 IP 주소를 배정하는 규칙 

 

*이더넷 인터페이스

내부 네트워크에 연결되는 라우터의 포트 

*시리얼 인터페이스 

외부 인터넷족으로 연결되는 인터페이스 

 

가정에서 이더넷 인터페이스가 1개이고 시리얼 인터페이스가 2개인 라우터를 사용한다면 

해당 라우터에 부여해야 하는 IP 주소는 2개가 된다 

 

1. 이더넷 인터페이스에 부여할 주소 

- 내부에서 사용하기 위해 부여받은 IP 주소 중 하나를 배정 (내부 네트워크에 접속되기 때문)

 

2. 시리얼 인터페이스에 부여할 주소 

- 라우터가 접속하는 상대편 (ISP 업체) 라우터의 시리얼 인터페이스와 동일한 IP 주소

- 상대편 라우터의 시리얼과 같은 네트워크가 되어야 한다 (라우터에서 인터페이스가 달라진다는 것은 네트워크가 달라진다는 뜻)

 

주의! 

- 라우터에 부여한 주소를 PC에 재 할당하면 안 된다 

- 절대로 같은 주소를 갖는 pc가 존재해서는 안된다 

 

section 03. IP 주소 이야기 - 2탄 

여기서 이야기하는 네트워크는 하나의 브로드캐스트 영역  

 

*브로드캐스트 영역 

하나의 PC가 데이터를 뿌렸을 때 그 데이터를 라우터를 거치지 않고도 바로 받을 수 있는 영역 

 

*라우터의 역할 

브로트캐스트 영역을 나누는 역할

다른 네트워크로 갈 때만 필요하다 

 

*한 네트워크

- 하나의 브로트 캐스트 영역 

- 라우터를 거치지 않고도 통신이 가능한 영역 

 

*호스트 (노드)

각각의 PC 또는 장비 

 

IP 주소는 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누어져 있다 

따라서 하나의 네트워크라면 

IP의 네트워크 부분은 모두 같아야 하며, 호스트 부분은 모두 달라야 정상적으로 통신이 가능하다 

 

예를 들어 하나의 라우터로 연결된 PC들은 

네트워크 부분은 모두 같아야 하며, 호스트 부분은 모두 달라야 한다 

 

- 라우터가 라우팅을 할 때 IP 주소 중 네트워크 부분만을 참고한다 

 

section 04. IP 주소 이야기 - 3탄

IP 주소의 Class에 따라 어디까지가 네트워크 부분인지, 어디까지가 호스트 부분인지 나뉜다

 

*IP 주소를 class로 나누는 이유 

네트워크의 크기에 따라 구분하기 위해 

IP 주소를 적정하고 효율적으로 배분하기 위해 

 

class A

하나의 네트워크가 가질 수 있는 호스트 수가 가장 많은 클래스

- 32개의 이진수 중 맨 앞쪽 하나가 항상 0으로 시작하는 것들

  (0xxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx) , bold 처리 한 부분만이 네트워크 부분

- 앞의 8비트(1 옥텟)가 네트워크 부분, 나머지 24비트 (3 옥텟)가 호스트 부분 

- IP 주소 중 1부터 126으로 시작하는 네트워크 

- 가질 수 있는 호스트의 수: 2^24 -2 (모두 0인건 네트워크 자체를 의미, 모두 1 인건 브로드 캐스트 주소) 

 

class B

- 32개의 이진수 중 맨 앞이 반드시 10으로 시작하는 것들

  (10xx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx) , bold 처리 한 부분만이 네트워크 부분

- 앞의 16비트(2옥텟)가 네트워크 부분, 나머지 16비트 (2 옥텟)가 호스트 부분 

- IP 주소 중 128부터 191으로 시작하는 네트워크

- 가질 수 있는 호스트의 수: 2^16 -2 (모두 0 인건 네트워크 자체를 의미, 모두 1 인건 브로드 캐스트 주소) 

 

class C

- 32개의 이진수 중 맨 앞이 반드시 110으로 시작하는 것들

  (110x xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx) , bold 처리 한 부분만이 네트워크 부분

- 앞의 24비트(3옥텟)가 네트워크 부분, 나머지 8비트 (1 옥텟)가 호스트 부분 

- IP 주소 중 192부터 223으로 시작하는 네트워크

- 가질 수 있는 호스트의 수: 2^8 -2 (모두 0인건 네트워크 자체를 의미, 모두 1 인건 브로드 캐스트 주소) 

 

class D

멀티캐스트용 주소 

- 내가 필요한 그룹에만 한번에 데이터를 전송할 때 사용하는 주소 

 

class E

연구용 주소 

 

section 05. IP 주소의 활용

- 네트워크가 서로 다른 두 장비 간의 통신은 라우터를 통해서만 가능

- TCP/IP 통신할 경우 라우터의 각 인터페이스 역시 IP 주소를 부여하는 것이 좋다 

- 라우터의 인터페이스에 IP 주소를 부여할 때 그 인터페이스가 속한 네트워크의 주소를 부여

- IP 주소를 배정할 때는 그 네트워크에 몇 개의 호스트가 접속 가능한지 확인한 수 이 호스트를 모두 포함할 수 있는지 확인해야 한다 

 

*기본 게이트웨이

외부 네트워크로 향하기 위해 거쳐야 하는 문 (외부로 통해 있는 문)

- 이더넷 인터페이스 

 

*참고 

- 라우터는 인터페이스별로 각각 IP 주소를 배정

- 그러나 스위치와 허브는 IP 주소를 장비별로 하나씩만 배정 (관리를 위해)

- 스위치나 허브에 IP 주소를 배정하지 않아도 통신에 전혀 문제가 없다 

 

section 06. 서브넷 마스크 (subnet mask)의 시작 

서브넷 마스크

주어진 IP 주소를 네트워크 환경에 맞게 나누어 주기 위해서 씌워주는 이진수의 조합 

커다란 네트워크 (호스트 수가 많은 네트워크)를 작은 네트워크 여러 개로 나누어 사용하기 위해 사용

 

*보충 설명 

클래스 B 주소를 받았다면 하나의 네트워크가 65,000여개의 호스트를 가진다

이렇게 큰 네트워크를 구성한다면 브로트캐스트의 영향이 너무 커서 통신이 불가능하다 (서브넷팅이 필요)

큰 식료품을 사서 적당히 소분해서 사용하는 것처럼 

IP 주소를 적당히 잘라서 사용해야 한다 

IP 주소를 자를 때 사용하는 것이 바로 서브넷 마스크이다 

=> 부여 받은 원래 상태의 IP 주소에 서브넷 마스크를 씌워 네트워크를 나누는 것 

 

*서브넷으로 나누는 가장 큰 이유

1. 브로드캐스트 영역 나누기 

2. IP주소 아끼기

 

서브넷 마스크를 하게 되면 

- 브로드캐스트 도메인을 작게 나눌 수 있다 

- 각각의 서브넷 간의 통신은 라우터를 통해서만 가능하다 

예) 150.150.1.0 네트워크와 150.150.2.0 네트워크는 라우터를 통해서만 통신이 가능하다  

- 네트워크 부분과 호스트 부분을 확인할 수 있다 

  네트워크: 서브넷 마스크가 이진수로 1인 부분 

  호스트: 서브넷 마스크가 이진수로 0인 부분

 

section 07. 서브넷 마스크에도 기본은 있다 

모든 IP 주소에는 서브넷 마스크가 따라다닌다 

(호스트 주소를 전부 쓰더라도 서브넷 마스크가 따라다닌다)

 

*서브넷 마스크의 종류

- 기본 서브넷 마스크

- 서브넷 마스크 

 

기본 서브넷 마스크 (Default Subnet Mask)

주어진 ip를 가공하지 않고 (쪼개지 않고) 사용했을 때 따라다니는 마스크

 

클래스 A의 디폴트 서브넷 마스크: 255.0.0.0

클래스 B의 디폴트 서브넷 마스크: 255.255.0.0

클래스 C의 디폴트 서브넷 마스크: 255.255.255.0

 

*서브넷 마스크로 네트워크 부분과 호스트 부분 구분하기 

IP를 서브넷 마스크에 통과시키면(AND 연산) 네트워크 부분은 그대로 나오고 호스트 부분은 0이 된다 

 

*새로운 서브넷 마스크 사용하기 

150.150.100.1 (class B)에

기본 서브넷 마스크를 적용하면 네트워크 부분이 150.150.0.0이 된다 

새로운 서브넷 마스크인 255.255.255.0을 사용한다면 

150.150.100.0이 네트워크 부분이 된다

같은 class B를 사용하는 IP 주소이지만 새로운 서브넷 마스크를 사용하여 호스트 부분을 줄였다 

=> class B 주소를 마치 class C처럼 사용한다는 의미 

 

*서브넷 마스킹

기존 IP 주소의 호스트 부분의 일부를 네트워크 부분으로 바꾸는 작업 

 

서브네팅

하나의 주소를 서브넷 마스크를 씌워서 작은 네트워크로 만드는 것

 

*라우터 아래에서 네트워크를 또 나눈 것이 서브넷이고, 나뉜 서브넷 당 라우터를 또 두어야 한다   

 

section 08. 서브넷 마스크의 기본 성질

서브넷 마스크의 성질 1

서로 나뉜 서브넷은 라우터를 통해서만 통신이 가능하다  

- 다른 브로드캐스트 영역에 존재하기 때문에 

 

*서브넷

서브넷 마스크로 만들어진 네트워크

하나의 독립된 네트워크 

 

서브넷 마스크의 성질 2

서브넷 마스크는 이진수로 썼을 때 1이 연속적으로 나와야 한다

255.255.255.10 등은 사용 불가 

(255.255.255.248 등은 사용 가능 1111 1111.1111 1111. 1111 1111. 1111 1000 이기에)

 

section 09. 서브넷 마스크, 그 속으로...

*호스트 부분이 모두 0인 주소 

네트워크 자체를 의미 

*호스트 부분이 모두 1인 주소 

브로드캐스트 주소

서브넷 만들기

주어진 네트워크: 201.222.5.0

서브넷 요구 조건

- 서브넷당 호스트 수: 5개 이상 

- 총 서브넷 수: 20개 이상

1. 디폴트 서브넷 마스크 찾기

주어진 네트워크는 class C로 디폴트 서브넷 마스크는 255.255.255.0

 

2. 서브넷 마스크 구하기 

서브넷 당 호스트의 수가 5개 이상이 되어야 하기에 2^2는 불가, 2^3부터 가능 

즉, 호스트가 세자리의 이진수로 이루어져야 한다는 의미 

 

255.255.255.ssss shhh (s: 서브넷 마스크, h: 호스트)와 같은 형식으로 서브넷 마스크가 구성되어야 한다.

서브넷 마스크의 특성상 서브넷 마스크는 이진수로 나타내었을 때 1이 연속적으로 나와야 하기에 

해당 조건을 만족시키는 서브넷 마스크는 255.255.255.1111 1000 (255.255.255.248)이 된다. 

 

3. 서브넷 만들기 

- 네트워크 부분이 된 부분으로 (ssss s) 서브넷을 만들어나가고  

- 호스트 부분이 된 부분으로 (hhh) 호스트를 만들어가면 된다 

 

예시)  네트워크가 0000 0hhh인 서브넷 

201.222.5.0000 0000 (호스트가 모두 0이므로 네트워크 자체를 의미)

201.222.5.0000 0001 -> 201.222.5.1

...

201.222.5.0000 0111 (호스트가 모두 1이므로 브로트캐스트 주소) 

 

예시와 같은 방식으로 네트워크 부분과 호스트 부분을 변경해가며 서브넷을 구성하면 된다