[네트워크 기초 지식] IP, CIDR 표기법, 서브넷 마스크

IP란?

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IP? IP Address?

 Internet Protocol(인터넷 프로토콜)의 약자다.

설명하기 위해 예를 들자면, 사람마다 사용하는 컴퓨터는 운영체제도 다르고, 프로그램의 경우 구현된 언어도 다르다.

이렇게 각자 다른 시스템끼리 통신하는 방법도 각각 다르기 마련인데, 다른 시스템끼리 통신이 가능하도록 일종의 규약을 정해야 하는데 이것을 인터넷 프로토콜이라 한다.

비유를 하자면 한국인, 일본인, 중국인은 서로 사용하는 언어가 다르기 때문에 대화가 되지 않는다.
따라서, 영어라는 세계 공용어(일종의 규약)를 정해서 의사소통이 가능하도록 만들었는데 이를 컴퓨터 입장에서 생각해보자

이제, 서로 어떻게 통신할 것인지 규약을 정했다. 그렇다면 서로 통신을 하기 위해선 상대방이 누군지 알아야 한다.

(내가 편지를 보내거나 전화를 할 때 상대방의 주소나 전화번호를 알아야 하는 것처럼)

 내가 누군지 사용되는 식별자를 IP 주소(Internet Protocol Address)라 한다. IP주소는 32비트로 구성되어있으며 8비트마다 끊어서 .(점)으로 구분한다.

[그림1] IPv4 주소

 

IPv4, IPv6

 IP주소는 32 비트기 때문에 이론적으로 4,294,967,296개의 IP주소가 만들어질 수 있다.

여기서 일어날 수 있는 문제점이 보이는가? 옛날에는 아무런 문제가 없었지만 요즈음엔 컴퓨터 의외에도 스마트폰, TV, 등등 다양한 전자기기에서도 네트워크 기능이 추가되면서 기기마다 부여돼야 할 IP주소가 기하급수적으로 늘어났다.

 4,294,967,296개의 IP가 2011년 2월 5일 기준 모두 고갈되었다.

http://www.newswire.co.kr/newsRead.php?no=525238&lmv=A01

 

 그래서 등장한 것이 IPv6이다. 이전에 IP 주소를 32비트로 표현하던 것을 IPv4이라 일컫고 32비트에서 128비트로 IP주소의 범위를 확장한 것을 IPv6이라 한다.

IPv6은 16진수로 표현하며 16비트씩 끊어서 :로 구분한다. (AAAA:BBBB:CCCC:DDDD:EEEE:FFFF:GGGG:HHHH)

IPv6 주소는 이론상 2^128=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456개나 만들어질 수 있으므로 고갈 문제는 걱정하지 않아도 된다!

 

IPv4와 IPv6가 다른 점은

• 표현할 수 있는 범위의 차이가 다르다.
• IPv4는 10진수로 표현하는데 반해 IPv6는 16진수로 표현한다.
• IPv6 같은 경우 중간에 0으로 구성되어있으면 생략할 수 있다.

(2001:0db8:0dad:0010:0000:0000:0000:0100 -> 2001:0db8:0dad:0010::0100이나 2001:db8:dad:10::100)

 

공인 IP 주소, 사설 IP 주소

 IP 주소의 종류에는 공인 IP 주소(Public IP Address)와 사설 IP 주소(Private IP Address)가 있다.

 공인 IP 주소란 실제 다른 컴퓨터와 통신할 때 쓰는 IP 주소이다. 지역별로 쓸 수 있는 IP 주소의 범위가 있으며 자신이 특정한 아이피 주소를 쓰고 싶다고 마음대로 쓸 수 있는 것이 아니고, 아이피 주소를 관리하는 기관에 사용권을 요청하여 할당을 받아야지 사용할 수 있다.

 공인 IP 주소가 다른 컴퓨터와 통신할 때 쓰는 IP 주소라면 사설 IP 주소는 무엇이라 말인가..?!

인터넷을 신청할 때를 생각하면 알 수 있듯이 아이피 주소를 할당받기 위해서는 비용을 지불해야 되는데, 할당받으려는 수가 늘어날수록 비용이 미친 듯이 올라간다. 

그 때문에 어지간한 수준의 기관이나 단체가 아니라면 대량으로 아이피를 확보하는 것이 어렵다. 그렇기 때문에 흔히 사용되는 방법이 내부의 사설 네트워크를 구축하는 방식이다. 간단하게 공유기를 사용한다고 생각하면 된다!

집에서 인터넷 선 하나로 공유기에 연결해놓고 컴퓨터, 스마트폰, 기타 등등 다양한 기기에서 인터넷을 사용하는 것을 생각해보자.
실제로 이런 다양한 기기들의 공인 IP 주소는 결국 하나로 모두 같은 것이고, 사설 IP 주소가 기기마다 다른 것이다.

일부 사람들의 경우 현재 부족한 IPv4를 효과적으로 사용할 수 있는 아주 긍정적인 방법으로 평가하기도 한다.

사설 IP주소는 말 그대로 내부적으로 사용하는 IP주소기 때문에 외부 사람들은 내 기기의 사설 IP주소로 접근하지 못한다.

내 공인 IP 주소 확인하기: http://www.findip.kr/

 

CIDR 표기법

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 CIDR 표기법은 연속된 IP 주소의 범위를 표기하는 방법 중 하나다.

192.168.0.0/16과 같은 식으로 쓰이는데, 슬래시(/) 뒤에 몇 비트가 접두어인지를 쓴다.

앞서 든 192.168.0.0/16의 경우를 예로 들어서 설명하면 앞의 16비트가 접두어임을 의미하며, 이 표기가 나타내는 주소 범위는 192.168.0.0에서 192.168.255.255의 65536개 주소를 나타낸다.

가끔 뒤의 .0.0 부분은 생략하고 192.168/16으로 표기하는 경우도 있다. 

[그림2] CIDR 표기법

 

서브넷 마스크?

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  IP주소는 네트워크 영역과 호스트 영역으로 이루어져 있다. 

[그림3] IP주소 영역

진우 집은 컴퓨터 A(192.168.0.2), 컴퓨터 B(192.168.0.3)가 있다고 가정하면,

진우네 집을 나타내는 IP주소의 네트워크 영역은 192.168.0 부분이고, 호스트 영역은 2와 3가 같이 구성되어있다고 할 수 있다.

다시 말해, 네트워크 영역은 IP주소에서 어느 네트워크에 해당하는지 나타내는 부분이고 호스트 영역은 각 기기들을 구분하는 영역이라 할 수 있다.

그러면 유진이 집은 네트워크 영역은 어디까지이고 호스트 영역은 어디까지일까?

10.0 부분이 네트워크 영역, 1.2, 1.3, 2.1 부분이 호스트 영역이라 할 수 있다.

 

 본론으로 돌아가 서브넷 마스크(Subnet Mask)는 주어진 IP 주소를 네트워크 환경에 맞게 나누어 주기 위해 쓰이는 이진수의 조합이라 할 수 있다.

 하나의 상황을 가정해보자, 우리 집에 사설 네트워크를 구축하여 IP주소를 할당해줘야 하는데

네트워크에 사용될 기기가 그리 많지 않으므로, 네트워크 영역을 24비트(192.168.0), 호스트 영역을 나머지 8비트로 잡고 싶다.

그렇다면 이러한 정보를 컴퓨터에게 어떻게 알려줄까? 바로 서브넷 마스크를 통해 알려 줄 수 있다.

[그림4] 서브넷 마스크

192.168.0 영역을 네트워크 영역으로 잡아줄 것이기 때문에 이 부분에 마스크를 씌운다고 생각하면 된다.

AND 연산자를 통해 계산을 하게 되는데 (AND연산자는 1과 1 = 1 그 외에는, 모두 0이 나오는 연산)

우리는 192.168.0. 을 네트워크 영역으로 사용할 것이기 때문에 255.255.255 그리고 나머지 영역을 호스트 영역으로 사용 할 것이기 때문에 0

즉, 255.255.255.0이 서브넷 마스크 주소가 된다.

255.255.255.0를 이진수로 표현하면 11111111 11111111 11111111 00000000이 된다.
여기서 AND연산자를 우리가 할당할 IP주소와 계산하게 되면 앞에 24비트는 우리가 할당할 IP주소가 그대로 나오지만, 뒤에 8비트는 무조건 0이 된다.
즉 이런 방식으로 IP주소의 네트워크 영역과 호스트 영역을 표현할 수 있다.

 

참고

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https://namu.wiki/w/IP

https://limkydev.tistory.com/166