서브넷마스크(SubNet Mask)와 서브네팅(SubNetting)

IP Address에서 네트워크 Address와 호스트 Address를 구분하는 기능

• 목적지 호스트가 동일한 네트워크 상에 있는지 확인.
• 필요한 서브넷의 수를 고려하여 서브넷 마스크 값을 결정.
• 서브넷 마스크의 Network ID는 이진수 1로, Host ID는 이진수 0으로 채운다.
• 서브네팅이란 주어진 IP 주소 범위를 필요에 따라서 여러 개의 서브넷 으로 분리하는 작업
• 서브넷 마스크를 이용하면 트래픽 관리 및 제어가 가능하다.

 

통신방법의 구별

IPv4

• 유니캐스트 : 1 : 1
• 멀티캐스트 : 1 : N
• 브로드캐스트 : 1 : 몽땅. 도메인(영역) 안에 있는 모든 PC들에게 한번에 전송하는 방식으로 CPU에 인터럽트를 걸기 때문에 수신 측에서 PC성능에 영향을 받을 수 있다.

 

IPv6

• 유니캐스트 : 1 : 1
• 멀티캐스트 : 1 : N
• 애니캐스트 : 가장 가까운 Node와 통신하는 방식. 원하는 그룹에만 전송하는 방식. 유니캐스트보다 적은 네트워크 부하를 가지고 멀티캐스트로 인한 수신불필요 PC에서의 CPU성능에 영향을 끼치지 않는다.

 

 

 

Cisco Packet Tracer 예시

A: 10.10.10.10 >> Subnet A : 255.0.0.0
B: 172.16.0.10 >> Subnet B : 255.255.0.0
C: 192.168.0.10 >> Subnet C : 255.255.255.0

 

 

SubNet - 255.0.0.0
               . NI | BC
PC A - 10. 10.10.10
PC B - 10. 10.10.20
PC C - 11. 10.10.30

 

• A랑 B는 같은 네트워크에 있음. A랑 B는 아파트 같은 동에 있어서 스스로 통신할 수 있음
• A와 C는 다르기 때문에 스위치가 라우터에 물어보라고 함
• 서브넷 마스크를 만들어 통신이 되게 하거나 안되게 할 수 있음

 

 

• 컴퓨터 클릭 > Desk > Command Prompt 실행

 

 

 

• 세 번째 PC IP를 11.10.10.30으로 변경
  

  

• ping 11.10.10.30 실행 불가
  

  

Subnet 변경시

• PC 1, 2 - 192.168.0.10, 192.168.0.20 SN : 255.255.255.0
• PC 3 - 192.168.0.30 SN: 255.255.0.0
  

  

 

• 192.168.0.30으로 ping를 보내면 timeout이 나와야 한다

 

• 실제 주소 입력은 맨 앞0과 255 는 입력 불가능
• 192.168.0.0 , 192.168.0.255 불가능 > C class는 호스트에 254개 IP 할당 가능

 

C 클래스 IP 주소의 호스트 할당 가능 개수와 제한 사유

1. 네트워크 주소

• 클래스 네트워크의 맨 앞 IP 주소는 네트워크 주소로 사용된다.
• 이 주소는 네트워크를 대표하는 식별자이며, 개별 호스트를 지정하는 데 사용되지 않는다.
• 예를 들어, 192.168.0.0은 네트워크 전체를 나타내며, 특정 장치를 가리키는 용도로는 적합하지 않다.

 

2. 브로드캐스트 주소

• 클래스 네트워크의 맨 뒤 IP 주소는 브로드캐스트 주소로 사용된다.
• 이 주소로 데이터를 전송하면 해당 서브넷 내의 모든 호스트가 데이터를 받게 된다.
• 192.168.0.255는 C 클래스 네트워크에서 모든 호스트에게 데이터를 전송하는 데 사용되는 브로드캐스트 주소이다.
• 이러한 이유로 C 클래스 IP 주소 범위에서 실제로 호스트에 할당할 수 있는 주소는 총 256개 중 2개를 제외한 254개이다.

 

서브네팅

• 하나의 IP영역을 여러 개로 분리 하는 것.
• 서브넷 마스크의 호스트 부분의 일부를 네트워크로 변환시키고 남는 호스트 부분이 호스트 수
  

  

서브네팅 예시

• C class : 192.168. 0 .1
• 네트워크 마스크 : 255.255.255.0
• 마지막 IP에 대하여 4개의 서브네팅을 수행한다고 가정한다.
• 마지막 IP 1개의 8비트를 생각해보자.
• A 00 000000 192.168.0.0 ~ 192.168.0.63
  B 01 000000 192.168.0.64 ~ 192.168.0.127
  C 10 000000 192.168.0.128 ~ 192.168.0.191
  D 11 000000 192.168.0.192 ~ 192.168.0.255

 

• 이러한 방식으로 A~D의 4개의 Subneting을 수행할 수 있다.
• A, B, C, D 서브넷: 각각의 서브넷에서 첫 번째와 마지막 주소를 제외한 수, 즉 62개의 사용 가능한 호스트 주소를 가진다 (총 64개 주소 중 2개를 제외).

 

서브넷마스크는 숫자 기준 좌측부터 이루어진다

• 서브넷마스크는 숫자 기준 좌측부터 이루어진다.
  255.255.0.0 (o)
  0.255.255.0 (x)

 

예시 문제

(1) 192.168.10.0을 4개의 서브넷(그룹)으로 서브네팅하면?

1. C class이므로 Subnetmask는 255.255.255.0이다.
2. 서브네팅 대상 IP는 192.168.10.0 ~ 192.168.10.255가 된다.
3. 256 / 4 는 64이므로 0~63, 64~127, 128~191, 192~256 으로 64개씩 나누어진다.

 

 

(2) 192.168.10.0을 30개의 서브넷(그룹)으로 서브네팅하면?

• 네트워크 주소와 Broadcast를 포함하면 32개가 되므로, 8씩 증가해야 한다.

 

 

(3) 255.255.255.248일 때 각 서브넷 개수와 각 서브넷의 호스트 수는?

• 서브넷 마스크가 255.255.255.248일 때, 이를 이진수로 표현하면 11111111.11111111.11111111.11111000이다.
• 이 서브넷 마스크는 마지막 옥텟에서 5비트를 네트워크 부분으로 사용하고, 3비트를 호스트 부분으로 사용한다. 이러한 설정을 통해 다음을 계산할 수 있다:

각 서브넷의 개수

• 호스트 부분에 사용 가능한 비트가 3개이므로, 2^3 = 8개의 주소가 가능하다. 이 중 1개는 네트워크 주소로, 1개는 브로드캐스트 주소로 사용되므로, 실제 호스트에게 할당할 수 있는 주소는 6개이다.
• 전체 IP 주소 범위(0~255)를 8개씩 나누어 총 32개의 서브넷을 생성할 수 있다.

 

다른 표기법

• 192.168.10.0/24로 서브넷 마스크를 표기하는 방법이다.
• /24는 서브넷 마스크가 255.255.255.0과 동등함을 나타내며, IP 주소의 처음 24비트가 네트워크 주소를, 나머지 8비트가 호스트 주소를 나타내는 것을 의미한다.

 

연습문제

• 256 = 2^8이다.
• 숫자를 8로 나눈다.

1. /27 >> 8 + 8 + 8 + 3 >> 255.255.255.224 (256-32(2^5)씩 증가, 8(2^3)개 그룹)
2. /30 >> 8 + 8 + 8 + 6 >>255.255.255.252 (256-4(2^2)씩 증가, 64(2^6)개 그룹)
3. 255.255.224.0 >> 8 + 8 + 3 + 0 >> /19 (256-224=32 (2^5)씩 증가 >> 8(2^3)개 그룹)
4. 255.240.0.0 >> 8 + 4 + 0 + 0 >> /12 (256-240=16(2^4)씩 증가 >> 16(2^4)개 그룹)

 

1, 2번 해설

1. /27 - 255.255.255.224

• /27은 서브넷 마스크가 255.255.255.224임을 나타낸다. 이는 마지막 옥텟에서 상위 3비트가 네트워크 부분으로 사용되고, 하위 5비트가 호스트 부분으로 사용됨을 의미한다.
• 하위 5비트를 사용하므로, 각 그룹은 2^5 = 32개의 IP 주소를 가진다. 이 중 1개는 네트워크 주소, 1개는 브로드캐스트 주소로 사용되므로, 실제 사용 가능한 호스트 수는 32 - 2 = 30개이다.
• 총 그룹 수는 256 / 32 = 8개이다.

 

2. /30 - 255.255.255.252

• /30은 서브넷 마스크가 255.255.255.252임을 나타낸다. 이는 마지막 옥텟에서 상위 6비트가 네트워크 부분으로, 하위 2비트가 호스트 부분으로 사용됨을 의미한다.
• 하위 2비트를 사용하므로, 각 그룹은 2^2 = 4개의 IP 주소를 가진다. 이 중 1개는 네트워크 주소, 1개는 브로드캐스트 주소로 사용되므로, 실제 사용 가능한 호스트 수는 4 - 2 = 2개이다.
• 총 그룹 수는 256 / 4 = 64개.