1. IP Class 구분 및 Subnetting

OSI 7 Layer 3계층 Network Layer에서는 IP 주소를 설정

 

IP 주소에는 다음과 같은 Class가 존재한다.

 

- Class별 분석
      : IPv4 주소 체계(8bit * 4개 = 32bit), IPv6 주소 체계(128bit)
      : 한 개의 Octet(옥텟)은 8bit로 되어 있고 다음과 같은 값을 가진다.
         2^7(128),2^6(64),2^5(32),2^4(16),2^3(8),2^2(4),2^1(2), 2^0(1)

           ; Class A (대규모 네크워크)
      
           128          64        32        16        8         4        2        1   .    8bit    .     8bit    .    8bit

           0         |<-                Network ID                                  ->|<-      Host ID(유동)     ->|
       (불변)

            모든 bit에 '0'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 사용하지 않고(시작주소)
            모든 bit에 '1'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 모두 더한다.   (끝주소)
            따라서 다음과 같은 주소 범위를 얻을 수 있다.   0.0.0.0 ~ 127.(0~255).(0~255).(0~255)

           ; Class B (중형 네크워크)
      
           128          64        32        16        8         4        2        1   . 8bit    .     8bit    .    8bit

           1              0     |<-                Network ID                                    ->|<- Host ID(유동)->|
       (불변)       (불변)
 
            모든 bit에 '0'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 사용하지 않고(시작주소)
            모든 bit에 '1'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 모두 더한다.   (끝주소)
            따라서 다음과 같은 주소 범위를 얻을 수 있다.   128.0.0.0 ~ 191.255.(0~255).(0~255)

           ; Class C (소규모 네크워크 - 보통 우리가 쓰는 Class)
      
           128          64        32        16        8         4        2        1   . 8bit    .  8bit    .    8bit

           1              1          0         |<-                Network ID                                   ->|<- Host ID(유동)->|
       (불변)       (불변)   (불변)
 
            모든 bit에 '0'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 사용하지 않고(시작주소)
            모든 bit에 '1'이라는 신호가 들어가면 해당 bit의 값들을 모두 더한다.   (끝주소)
            따라서 다음과 같은 주소 범위를 얻을 수 있다.   192.0.0.0 ~ 223.255.255.(0~255)

 - Class별 Subnet Mask(대역을 구분)
    : 구분
; NID와 HID를 구분하는 역할
; NID는 '대역(Bandwidth)을 구분'하고 HID는 'PC에 부여할 IP 갯수를 구분'한다.
       : 각 대역별 Subnet Mask
; Class A      255.0.0.0
; Class B      255.255.0.0
; Class C      255.255.255.0

* Subneting (가장 핵심)
  - 개요
: 각 대역의 
; 첫번째 주소는 'Network Address(Network ID)'라고
; 마지막 주소는 'Broadcast Address'라고 한다.
: 하나의 네트워크를 필요한 만큼의 IP대역으로 분할, 배포하는 기술을 말한다.

A 1,000,000/월 128개(ISP로부터 부여받은 공인 IP) 4개(실제 사용중인 IP)    124개(잉여IP)  59.12.5.xxx
B 100,000/월     48개             24개  24개            121.160.3.xxx
C 1000/월        0개             0개   0개 - 

만약 C가 130개의 IP를 필요로 한다면 A 또는 B와 같은 새로운 IP 대역을 받아야 한다.
이 때, 새로운 IP 대역을 받게 된다면 A, B의 남는 IP는 사용과 무관하게 버리는 대역이 된다.
A, B 업체의 잉여 IP 대역을 부여 받아서 사용한다면 효율적이다.
이와 같은 작업을 '서브넷팅'이라고 한다.
C는 A(59.12.5.xxx), B(121.160.3.xxx)의 대역 2개를 사용하게 되므로 라우터(한 대의 망은 라우터가 반드시 1개가 필요)도 2개가 필요해진다.

 - 서브넷팅하는 이유
: 낭비되는 IP 주소를 예방 할 수 있다.
: 네트워크 브로드캐스트 크기를 줄임으로써 성능향상을 가져올 수 있다.

 - 주어진 대역? 218.128.32.0/27
 - 초기 확인 작업 
     : 주어진 대역에서의 Class는? Class C
     : 확인된 Class의 기본 Subnet Mask는? 255.255.255.0
     : 사용 가능한 Host(PC)?25개

 

 - 분석
     : 각 대역별 SM(서브넷갯수의 각 bit별 값을 더한다)
     : CIDR 표기(각 대역별 첫 번째 주소 / (계산하지 않는 옥텟의 bit수 + 서브넷 갯수의 각 bit 수))

    <서브넷 갯수>          <호스트 갯수>         각 대역별 주소 (범위)              각대역별 SM      CIDR 표기
8+8+8+  128       64      32    ||    16     8    4     2    1

000 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.0   ~ 218.128.32.31      255.255.255.224  218.128.32.0/27
001 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.32 ~ 218.128.32.63      255.255.255.224  218.128.32.32/27
010 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.64 ~ 218.128.32.95      255.255.255.224  218.128.32.64/27
011 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.96 ~ 218.128.32.127     255.255.255.224  218.128.32.96/27
100 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.128 ~ 218.128.32.159   255.255.255.224 218.128.32.128/27
101 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.160 ~ 218.128.32.191   255.255.255.224 218.128.32.160/27
110 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.192 ~ 218.128.32.223   255.255.255.224 218.128.32.192/27
111 00000(시작주소)~11111(끝주소)     218.128.32.224 ~ 218.128.32.255   255.255.255.224 218.128.32.224/27

 - 결론
     : PC에게 부여할 IP는 위와 같이 각 대역별로 32개씩 배정되었다.
     : 이 때 각 대역별로 시작주소(Network Address 또는 Network ID)와 끝주소(Broadcast)는 사용할 수가 없다.
     : 따라서 각 대역별 실제 사용 가능한 IP 갯수는 30개가 된다.


* Subneting 예제

1. 211.100.10.0/24 네트워크를 각 네크워크 당 60개의 Host가 사용할 수 있도록 Subneting 하시오/
  (1) 서브넷팅을 했을 때의 각 대역별 서브넷 마스크는?   255.255.255.192
  (2) Subnet 개수? 4개
  (3) 실제 사용 가능한 Host 개수? 62개
  (4) 마지막 Subnet의 Network ID?    211.100.10.192
  (5) 첫번째 Subnet Broadcast 주소는?  211.100.10.63
  (6) 두번째 Subnet의 사용 가능한 IP 범위는? 211.100.10.65 ~ 211.100.10.126

8+8+8+  128       64   ||   32      16     8    4     2    1

00 000000(시작주소) ~ 111111(끝주소)    211.100.10.0      ~ 211.100.10.63         211.100.10.0/26
01 000000(시작주소) ~ 111111(끝주소)    211.100.10.64    ~ 211.100.10.127       211.100.10.64/26
10 000000(시작주소) ~ 111111(끝주소)    211.100.10.128  ~ 211.100.10.191      211.100.10.128/26
11 000000(시작주소) ~ 111111(끝주소)    211.100.10.192  ~ 211.100.10.255      211.100.10.192/26


2. 195.168.12.0/24 네트워크를 8개의 네트워크로 사용할 수 있도록 Subneting 하시오/
  (1) 서브넷팅을 했을 때의 각 대역별 서브넷 마스크는? 2555.255.255.224 /27
  (2) Subnet 개수? 8개
  (3) 실제 사용 가능한 Host 개수? 30개 
  (4) 마지막 Subnet의 Network ID?  195.168.12.224  
  (5) 첫번째 Subnet Broadcast 주소는?  195.168.12.31
  (6) 두번째 Subnet의 사용 가능한 IP 범위는?  195.168.12.33 ~ 195.168.12.62

8+8+8+  128       64     32 ||  16     8    4     2    1


3. 152.0.61.0/24 네트워크를 각 네트워크 당 100개의 Host가 사용할 수 있도록 Subneting 하시오/
  (1) 서브넷팅을 했을 때의 각 대역별 서브넷 마스크는? 255.255.255.128 
  (2) Subnet 개수? 2개
  (3) 실제 사용 가능한 Host 개수? 126개
  (4) 마지막 Subnet의 Network ID?   152.0.61.128
  (5) 첫번째 Subnet Broadcast 주소는?  152.0.61.127
  (6) 두번째 Subnet의 사용 가능한 IP 범위는? 152.0.61.129 ~ 152.0.61.254

 주어진 대역을 기준으로 한다면, Class B 255.255.0.0 / 100 이어야 하지만
 '/24(8+8+8)'이 기준이 되기 때문에 Class C 255.255.255.0 / 100 이 되어야 함.
 

 8+8+8+  128   ||    64     32   16     8    4     2    1

    0 0000000 ~ 1111111     152.0.61.0     ~152.0.61.127   255.255.255.128  /25
    1 0000000 ~ 1111111     152.0.61.128 ~ 152.0.61.255