[TCP/IP] IP 주소 관리

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IP 주소

TCP/IP에서 네트워크에서 사용되는 모든 장비들은 고유한 논리적인 네트워크 식별자를 가지며 이를 IP 주소라고 한다.

• 네트워크를 구분하기 위한 네트워크 식별자(netid) ➕ 네트워크 내에서 호스트를 구분하기 위한 호스트 식별자(hostid) 로 구성

 

IP 분류 기준 1. 클래스

• 네트워크와 호스트의 주소 개수에 따라 구분

 

1. 클래스 A

• 1bit : 첫 번째 비트가 '0'인 IP 주소를 갖는다.
• 2 ~ 8bit : 네트워크 식별자
• 9 ~ 32bit (2Byte ~ 4Byte) : 호스트 식별자
• $2^{24} - 2$ 개의 호스트 수용 가능

 

• 큰 규모의 호스트를 갖는 기관에서 사용한다.

💡 -2 는 모두 0인 경우와 모두 1인 경우 제외

 

2. 클래스 B

• 1 ~ 2bit : 처음 두 비트의 값이 "10"인 주소를 갖는다.
• 2 ~ 16bit : 네트워크 식별자
• 17 ~ 32bit (2Byte) : 호스트 식별자

 

• $2^{16} - 2$ 개의 호스트 수용 가능

 

3. 클래스 C

• 1 ~ 3bit : 처음 세 비트의 값이 "110"인 주소를 갖는다.
• 4bit ~ 24bit : 네트워크 식별자
• 25bit ~ 32bit (1Byte) : 호스트 식별자
• $2^8(254)$ 개의 호스트 수용 가능

 

• 보통 200번대의 호스트 주소를 갖는 경우가 클래스 C에 해당한다.
• 일반적인 목적으로 가장 많이 사용하는 유형이다.

 

4. 클래스 D

• 1 ~ 4bit : 처음 네 비트의 값이 "1110"인 주소를 갖는다.
• 네트워크 식별자와 호스트 식별자의 구분이 없고 전체 주소가 멀티캐스트용으로 사용된다.

 

5. 클래스 E

• 1 ~ 4bit : 처음 네 비트의 값이 "1111"인 주소를 갖는다.
• 추후 사용을 위해 예약된 주소

 

IP 분류 기준 2. 전송 방법

1. 유니캐스트(Unicast)
   • 하나의 송신자가 하나의 수신자에게 패킷을 보내는 방식의 주소
2. 멀티캐스트(Multicast)
   • 하나의 송신자가 다수의 수신자에게 패킷을 보내는 경우로 일대다 방식의 패킷 전송 주소
3. 브로드캐스트(Broadcast)
   • 송신자가 네트워크의 모든 호스트에게 패킷을 보내는 방식의 주소
   • 호스트 식별자 필드를 모두 '1'로 설정

 

특별한 IP 주소

1. 네트워크 주소
   • 네트워크 자체를 의미
   • ∴ 패킷의 송신지나 수신지로 사용 불가
   • 라우팅 프로토콜에서 네트워크를 지칭할 때 사용
2. 직접적 브로드캐스트
   • 라우터가 모든 호스트로 패킷을 보낼때 사용
   • 수신 주소로만 사용 가능
3. 제한적 브로드캐스트
   • 네트워크 내부 모든 호스트로 패킷을 보낼때 사용
   • ⭐ 직접적 브로드캐스트와의 차이
     : 라우터 밖으로는 전달되지 않음
   • 수신 주소로만 사용 가능
4. 네트워크의 한 호스트
   • 임의의 호스트를 지칭할 떄 사용
   • 송신 주소로만 사용 가능

   • 1️⃣(송신) | 자신의 주소를 모를 때 0.0.0.0 으로 BOOTP(Bootstrap Protocol) 서버에 자신의 IP 요청 → 2️⃣(수신) | 서버가 IP 정보를 전송

5. 루프백 주소
   • 주로 소프트웨어 테스트를 위해 사용
   • 실제 물리 계층까지 전달 ❌ - 다시 상위 계층으로 전달됨

 

 

 

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IP 주소 관리 방식

• IP 주소의 낭비와 부족 현상 해결을 위함

 

1. 서브네팅(Subnetting)

• 호스트 식별자중 일부를 네트워크 식별자로 사용
• 하나의 큰 네트워크를 몇 개의 작은 논리적인 네트워크로 분할
• 서브넷 마스킹(masking) : IP 주소로부터 서브넷 주소만을 식별할 수 있는 방법

Ex)
B 클래스 주소인 IP라고 할 때, 호스트 식별자 부분의 맨 뒤 1Byte (25 ~ 32bit)만 호스트 식별자로 사용하고 호스트 식별자의 앞 부분인 1Byte (17 ~ 24bit) 는 서브넷 식별자로 다시 분할하여 이용

- 네트워크 안에 다시 각각의 서브 네트워크로 분할된다.

 

2. 슈퍼네팅(Supernetting)

• 네트워크 식별자 중 일부를 호스트 식별자로 사용
• 변형된 B 클래스 형태처럼 사용
• 여러 개의 C 클래스 주소를 묶어 하나의 네트워크로 구성
• 254개 이상의 호스트를 갖는 네트워크 구성 가능

 

3. CIDR(Classless Inter-Domain Routing) : 클래스 없는 도메인간 라우팅 기법

• A, B, C 클래스 별로 IP 주소를 구분하지 않고 네트워크 식별자 범위를 자유롭게 지정
• IP 주소 운영의 낭비 방지 및 융통성 제공

Ex)
203.252.48.0 에서 부터 203.252.55.0 까지의 8개 네트워크 주소를 CIDR 로 표현할 경우 203.252.48.0 은 0011 0000 이고 203.252.55.0 은 0011 0111 로 네트워크 주소 하위 3비트만 다르고 나머지 비트는 모두 동일하다.

이때 CIDR 표기법으로는 203.252.48.0/21 로 표기할 수 있으며 해당 범위 부분(203.252.48.0 ~ 203.252.55.0) 의 네트워크를 한번에 표현할 수 있다.

⭐ /21 은 앞에서부터 21비트 이후에 오는 주소를 모두 사용할 수 있다는 의미이다!

 

4. IP Alias

• 하나의 NIC(Network Interface Card)에 여러 개의 IP 주소를 할당하는 것
• 한 대의 서버에 여러 개의 IP 주소를 할당해야 할 경우 원칙적으로는 IP 주소만큼 네트워크 카드를 설치해야 하지만 하드웨어의 한계 및 비용상의 문제 발생시, 하나의 이더넷 카드에 여러 개의 IP주소를 할당하여 운영이 가능하다.

💡 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)

• PC나 서버 등의 컴퓨터를 네트워크에 연결시키기 위한 장치
• 네트워크 카드, 이더넷 카드, LAN 어댑터, LAN 카드 라고도 한다.
  
  - Reference

NIC - 위키백과, 우리 모두의 백과사전