1. IP 주소와 서브넷마스크의 개념
IP 주소와 서브네팅에 대한 개념, 서브넷마스크와 CIDR 표기법을 이해하는 것은 네트워크의 기본이다.
여기서는 IP 주소와 서브네팅의 핵심 개념부터, 서브넷마스크가 사용되는 이유와 서브넷 문제를 해결하는 방법까지 단계적으로 설명하겠다.
IP 주소
IP 주소는 네트워크 상의 장치들을 식별하기 위해 부여된 고유한 주소로, IPv4의 경우 32비트로 구성되며 4개의 옥텟(octet)으로 표현된다. 예를 들어, 192.168.1.1과 같은 형식이 IP 주소이다.
- 각 옥텟은 0에서 255 사이의 숫자를 가지며, 8비트로 구성된다.
- IP 주소는 네트워크와 호스트 부분으로 나뉘며, 이 두 부분을 구분하기 위해 서브넷마스크가 사용된다.
서브넷마스크
서브넷마스크는 네트워크와 호스트 부분을 구분하기 위한 도구다. 예를 들어, 255.255.255.0은 일반적인 서브넷마스크로, 앞의 24비트가 네트워크를 나타내고 마지막 8비트가 호스트를 나타낸다.
- 서브넷마스크의 네트워크 부분은 1로 채워지며, 호스트 부분은 0으로 채워진다.
- 서브넷마스크와 IP 주소를 비트 연산(
AND)하여 네트워크 주소를 찾을 수 있다.
CIDR 표기법
CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 표기법은 IP 주소와 서브넷마스크를 결합하여 / 뒤에 네트워크 비트 수를 명시하는 방법이다. 예를 들어, 192.168.1.0/24는 서브넷마스크가 255.255.255.0인 것을 의미한다.
2. 서브네팅의 목적과 예제
서브네팅은 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 IP 주소를 효율적으로 관리할 수 있게 한다.
예를 들어, 하나의 대규모 네트워크를 여러 서브넷으로 분할하여, 각 서브넷에 필요한 만큼만 IP 주소를 할당할 수 있다.
3. 기본 서브넷 마스크 패턴
매번 네트워크 주소를 찾기 위해 서브넷마스크와 IP 주소를 비트 연산(AND)할 필요는 없다.
서브넷 마스크에는 자주 쓰이는 몇 가지 패턴이 있다!!
/8, /16, /24, /25 같은 자주 사용하는 마스크는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
| 서브넷 마스크 표기 (/CIDR) | 서브넷 마스크 (10진수) | 네트워크 비트 개수 | 호스트 비트 개수 | 호스트 IP 개수 |
|---|---|---|---|---|
/24 |
255.255.255.0 |
24 | 8 | 256 (254 usable) |
/25 |
255.255.255.128 |
25 | 7 | 128 (126 usable) |
/26 |
255.255.255.192 |
26 | 6 | 64 (62 usable) |
/27 |
255.255.255.224 |
27 | 5 | 32 (30 usable) |
/28 |
255.255.255.240 |
28 | 4 | 16 (14 usable) |
/29 |
255.255.255.248 |
29 | 3 | 8 (6 usable) |
/30 |
255.255.255.252 |
2 | 4 | 4 (2 usable) |
패턴을 이용한 계산 예제
문제: 192.168.1.128/26에서 네트워크 범위와 사용할 수 있는 IP 주소 범위를 구하라.
풀이 방법:
- 서브넷 마스크
/26은255.255.255.192이고, 네트워크 비트가 26비트, 호스트 비트가 6비트다. - 호스트 개수는
2^6 - 2 = 62개다. - 네트워크 주소는
192.168.1.128이며, 이는192.168.1.128부터 시작하여 62개의 IP를 포함한다.- 첫 번째 IP 주소:
192.168.1.129 - 마지막 IP 주소:
192.168.1.190 - 브로드캐스트 주소:
192.168.1.191(호스트 비트가 전부 1일 때)
- 첫 번째 IP 주소:
이처럼, 패턴을 익혀 두면 네트워크와 서브넷 마스크 문제를 풀 때 비트 연산을 하지 않아도 빠르게 계산할 수 있다.
4. 문제 유형과 풀이 방법
예제 문제 1
문제: 192.168.10.0/26 네트워크에서 사용할 수 있는 호스트 개수는 몇 개인가?
- 네트워크 비트와 호스트 비트 구분
/26이므로 서브넷마스크는255.255.255.192가 된다. 네트워크 비트는 26개, 호스트 비트는 나머지 6개다. - 호스트 개수 계산
호스트 비트가 6개이므로, 호스트 수는 2^6 = 64개다.
이 중 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소로 2개를 제외해야 하므로, 실제 사용 가능한 호스트 수는64 - 2 = 62개다. - 정답: 62개
예제 문제 2
문제: 172.16.0.0/22 네트워크의 첫 번째 서브넷 주소와 마지막 서브넷 주소를 구하라.
- 네트워크 및 호스트 비트 계산
/22이므로 서브넷마스크는255.255.252.0이다. 네트워크 비트는 22개, 호스트 비트는 나머지 10개이다.
- 서브넷의 IP 범위 계산
- 호스트 비트가 10개인 경우, 한 서브넷의 범위는
2^10 = 1024개의 IP 주소를 포함한다. - 첫 번째 서브넷 주소는
172.16.0.0 - 마지막 서브넷 주소는
172.16.3.255
- 호스트 비트가 10개인 경우, 한 서브넷의 범위는
- 정답: 첫 번째 서브넷
172.16.0.0, 마지막 서브넷172.16.3.255
심화 문제 1
문제: 172.16.0.0/16 네트워크에서 서브넷팅을 통해 50개의 서브넷을 만들고 싶다. 각 서브넷의 서브넷마스크는 무엇인가? 그리고 각 서브넷에서 사용할 수 있는 호스트 개수는 몇 개인가?
풀이:
- 서브넷 개수 결정
50개의 서브넷을 만들기 위해 필요한 비트를 계산한다.
2^n >= 50
이때, n은 6비트를 사용하면 2^6 = 로 충분하다. - 서브넷마스크 계산
/16에 6비트를 추가하면 /22가 된다.
서브넷마스크는 255.255.252.0이다. - 호스트 개수 계산
호스트 비트 수는 32 - 22 = 10비트이므로, 호스트 수는 2^10−2=1024−2=1022
따라서 각 서브넷에서 사용할 수 있는 호스트 수는 1022개이다.
정답: 서브넷마스크는 255.255.252.0, 각 서브넷에서 사용할 수 있는 호스트 수는 1022개.
5. 실전 문제 풀이 방법 요약
- CIDR 표기법에서 네트워크와 호스트 비트 구분
CIDR 뒤에 나오는 숫자가 네트워크 비트 개수이므로, 이를 통해 네트워크와 호스트 부분을 파악한다. - 서브넷 범위와 IP 주소 개수 계산
2^호스트 비트 수 - 2를 통해 서브넷 내 호스트 IP 개수를 구한다. 여기서 2를 빼는 이유는 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소로 예약되어 사용 불가하기 때문이다. - 네트워크 주소 및 서브넷 IP 범위 구하기
서브넷 시작 주소와 끝 주소를 계산하여 각 서브넷의 IP 범위를 확인할 수 있다.