[네트워크] IP 주소

주소 공간(address space)

• 인터넷에 연결된 각 장치 식별자 : IP주소
• IPv4 주소 : 32비트 길이
• 주소 공간 : 2³²
• 인터넷에서 유일한 식별자
• 인터넷상에 두 개의 장치가 같은 주소를 가질 수 없음
• 2진 표기법, 16진 표기법, 점-10진 표기법

2진 -> 점 10진 변환

2진 -> 16진 변환

ex) 10000001 00001011 00001011 11101111

-> 0X810B0BEF 또는 810B0BEF₁₆

 

클래스 기반 주소 지정

ex) 11110011 10011011 11111011 00001111 -> 클래스 E 주소

10100111 11011011 10001011 01101111 -> 클래스 B 주소

227.12.14.87 -> 클래스 D

14.23.120.8 -> 클래스 A

 

클래스에 따라 netid와 hostid 길이가 다름

 

클래스 A에 있는 블록

• 1바이트만 netid 지정
• 가장 왼쪽 비트 0
• 7비트로 나라내는 블록의 수 2⁷
• 블록에 속한 주소 수 = 256 * 256 * 256

클래스 B에 있는 블록

• 처음 두 바이트가 netid 지정
• 처음 두 비트는 10
• 14비트로 지정할 수 있는 블록 수 2¹⁴
• 각 블록에 속한 주소 수 = 256 * 256

클래스 C에 있는 블록

• 처음 세 바이트가 클래스 지정
• 처음 세 비트는 110
• 21비트로 지정할 수 있는 블록 수 2²¹
• 각 블록에 속한 주소 수 = 256

클래스 D에 있는 단일 블록

• 멀티 캐스팅을 위해 설계
• 인터넷상에 호스트들의 그룹을 지정하는데 사용

클래스 E에 있는 단일 블록

• 나중에 사용하기 위한 예약용

2계층 주소 지정

네트워크 내의 모든 주소는 한 블록에 속함

클래스 기반 주소 지정에서 각 주소는 neitd와 hostid 부분을 포함

netid : 네트워크 / hosid : 네트워크에 연결된 특정 호스트

 

블록내의 주소가 73.22.17.25이다. 첫 번째 주소와 마지막 주소를 구하라.

1. 서브넷 마스크의 이해

IP 주소 73.22.17.25는 클래스 A에 속합니다. 클래스 A 네트워크의 기본 서브넷 마스크는 /8으로 표현되며, 이는 첫 8비트가 네트워크 부분이고, 나머지 24비트가 호스트 부분임을 의미합니다.

• 네트워크 비트: 73 (8비트, 네트워크 식별)
• 호스트 비트: 22.17.25 (24비트, 호스트 식별)

---

2. 블록 내 주소의 수 계산

CIDR 표기법 /8을 적용하면, 호스트 비트가 24비트입니다. 호스트 비트를 통해 총 IP 주소의 수는 다음과 같이 계산됩니다:

N=232−n=232−8=224=16,777,216N = 2^{32 - n} = 2^{32 - 8} = 2^{24} = 16,777,216

따라서, 이 블록에는 총 16,777,216개의 주소가 있습니다.

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3. 첫 번째 주소 계산

첫 번째 주소를 구하려면, 네트워크 비트를 유지하고 호스트 비트를 모두 0으로 설정해야 합니다.

• 73(네트워크 비트)은 그대로 유지됩니다.
• 나머지 **호스트 비트(22.17.25)**는 모두 0으로 변경됩니다.

비트 연산 과정:

• 네트워크 비트: 01001001 (73, 8비트)
• 호스트 비트: 00000000.00000000.00000000 (24비트)

결합하면:

73.0.0.073.0.0.0

따라서, **첫 번째 주소는 73.0.0.0/8**입니다.

---

4. 마지막 주소 계산

마지막 주소를 구하려면, 네트워크 비트를 유지하고 호스트 비트를 모두 1로 설정해야 합니다.

비트 연산 과정:

• 네트워크 비트: 01001001 (73, 8비트)
• 호스트 비트: 11111111.11111111.11111111 (24비트)

결합하면:

73.255.255.25573.255.255.255

따라서, **마지막 주소는 73.255.255.255**입니다.

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요약

• 첫 번째 주소: 73.0.0.0/8
• 마지막 주소: 73.255.255.255

 

 

블록의 주소는 200.11.8.45이다. 블록의 주소 수, 첫 번째 주소, 마지막 주소를 찾아라.

1. 서브넷 마스크와 네트워크 비트 이해

CIDR 표기법 /24는 앞의 24비트가 네트워크 비트이고, 나머지 8비트가 호스트 비트임을 의미합니다.

• 네트워크 비트: 200.11.8 (24비트, 네트워크 식별)
• 호스트 비트: 45 (8비트, 호스트 식별)

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2. 블록 내 주소 수 계산

네트워크 비트가 /24이므로, 남은 호스트 비트는 8비트입니다. 이 비트를 통해 생성할 수 있는 IP 주소의 총 개수는 다음과 같습니다:

N=232−24=28=256N = 2^{32 - 24} = 2^8 = 256

따라서, 이 블록에는 총 256개의 주소가 포함됩니다.

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3. 첫 번째 주소 계산

첫 번째 주소는 네트워크 비트를 유지하고 호스트 비트를 모두 0으로 설정하여 계산합니다.

비트 연산 과정:

• 네트워크 비트: 11001000.00001011.00001000 (200.11.8, 24비트)
• 호스트 비트: 00000000 (8비트)

결합하면:

200.11.8.0200.11.8.0

따라서, **첫 번째 주소는 200.11.8.0/24**입니다.

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4. 마지막 주소 계산

마지막 주소는 네트워크 비트를 유지하고 호스트 비트를 모두 1로 설정하여 계산합니다.

비트 연산 과정:

• 네트워크 비트: 11001000.00001011.00001000 (200.11.8, 24비트)
• 호스트 비트: 11111111 (8비트)

결합하면:

200.11.8.255200.11.8.255

따라서, **마지막 주소는 200.11.8.255/24**입니다.

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요약

• 블록 내 주소 수: 256개
• 첫 번째 주소: 200.11.8.0/24
• 마지막 주소: 200.11.8.255/24

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네트워크 주소 : 네트워크의 식별자, 블록의 첫 번째 주소는 네트워크 주소, 목적지로 패킷을 전송하는데 사용, 주소가 주어지면 블록에 대한 정보를 찾을 수 있음

 

브로드캐스트 주소 : 특정 네트워크에 속하는 모든 호스트들이 갖게 되는 주소, 네트워크에 있는 모든 클라이언트들에게 데이터를 보내기 위함, 브로드캐스트 주소를 사용하여 해당 주소 범위에 있는 전체 호스트에 트래픽을 전달하는 것

 

임의의 호스트로부터 패킷이 라우터에 도착하면 라우터는 패킷을 어떤 인터페이스로 보내야 하는지 알아야 함

 

 

클래스기반이 아닌 주소지정(classless addressing) : 클래스 기반 주소 지정에서 서브넷팅은 실제로 주소 고갈 문제를 해결하지 못함, 장기적 해결책으로서 이미 IPv6가 개발되었지만, 각 기관에 대해 주소를 분배하는 방법을 변경하는 단기 간 해결책이 나옴

 

CIDR : IP 주소의 영역을 여러 네트워크 영역으로 나누기 위해 IP를 묶는 방식, 여러 개의 사설망을 구축하기 위해 망을 나누는 방법

CIDR Block : IP 주소의 집합

CIDR Notation : CIDR Block을 표시하는 방법, 네트워크 주소와 호스트 주소로 구성, 각 호스트 주소 숫자 만큼의 IP를 가진 네트워크 망 형성 가능

 

공인 IP (공용 IP, Public IP) : 인터넷 사용자의 로컬 네트워크를 식별하기 위해 ISP(인터넷 서비스 공급자)가 제공하는 IP 주소

• 전세계에서 유일한 IP 주소를 가짐
• 공인 IP 주소가 외부에 공개되어 있기에 인터넷에 연결된 다른 PC로부터의 접근이 가능
  • 유동 IP: 장비에 고정적으로 IP를 부여하지 않고 컴퓨터를 사용할 때 남아 있는 IP 중에서 돌아가면서 부여하는 IP
  • 고정 IP: 컴퓨터에 고정적으로 부여된 IP로 한번 부여되면 IP를 반납하기 전까지는 다른 장비에 부여할 수 없는 IP 주소. 주로 산업 현장이나 금융, 사무실 네트워크 망에서 사용

사설 IP (Private IP, 로컬 IP, 사설 IP) : 일반 가정이나 회사 내에 할당된 네트워크의 IP 주소

• IPv4의 주소 부족으로 인해 서브넷팅 된 IP이기 때문에 라우터에 의해 로컬 네트워크상의 PC 나 장치에 할당
• 사설 IP 주소만으로는 인터넷에 직접 연결할 수 없음. 라우터를 통해 1개의 공인(Public) IP만 할당하고, 라우터에 연결된 개인 PC는 사설(Private) IP를 각각 할당 받아 인터넷에 접속할 수 있음
• 인터넷 상에서 서버를 운영하고자 할 때는 공인 IP를 고정 IP로 부여 해야 한다는 것이 중요

	공인 IP	사설 IP
할당 주체	ISP(인터넷 서비스 공급자)	라우터(공유기)
할당 대상	개인 또는 회사의 서버(라우터)	개인 또는 회사의 기기
고유성	인터넷 상에서 유일한 주소	하나의 네트워크 안에서 유일
공개 여부	내/외부 접근 가능	외부 접근 불가능