Internet Protocol - 서브넷(Subnet)
들어가며
이전 포스팅에서 IPv4와 주소고갈에 대해 다뤘었다.
이번에는 주소고갈 문제를 개선하기 위해 지금도 쓰이고 있는 CIDR과 서브넷에 대해 알아보겠다.
기존 클래스 방식의 문제
지금은 대체된 클래스 방식의 문제를 다시 살펴보자
클래스에 따라 네트워크/호스트 부의 비트 수가 고정되어있다.
만약 1만개의 호스트가 필요한 기업에서 클래스 B를 할당받았다고 가정해보자
클래스 B의 사용 가능 호스트 수는 총 6만 5천개이다.
이 기업은 1만개 정도밖에 사용하지 않으므로, 나머지 5만 5천개는 낭비가 되는 셈이다.
그래서 주소고갈이 심화되는 클래스 방식 대신 CIDR 방식이 도입되었다.
Classless Inter-Domain Routing
그대로 직역해보면 클래스가 없는 도메인 간 라우팅 이다.
클래스에 따라 네트워크/호스트 부의 비트수를 고정적으로 나누지 않고 유연하게 나눈다.
[표기 방식]
표기 방식은 x.x.x.x/x 로 ip주소/네트워크 부 길이 이다.
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ex. 192.168.1.0/24
192.168.1.0 -> ip 주소
24 -> 네트워크 길이
[라우팅 테이블 축소]
클래스 방식의 주소낭비를 해결한 것 외에도 라우팅 테이블이 축소된다는 장점이 있다.
이는 여러 개의 네트워크를 하나의 요약된 경로로 묶을 수 있게 된다.
192.168.0.0 ~ 192.168.3.255범위의 ip주소를 ISP가 한 기업에게 묶어서 할당해준다고 하자.
CIDR 없이 라우팅을 하게 될 경우 여러 개의 경로를 가져야 한다.
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192.168.0.0/24
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
CIDR을 사용한다면 하나의 라우트 경로로 요약이 가능해진다.
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192.168.0.0/22
이것은 서브넷 마스크 덕분이다. 바로 뒤에서 자세히 알아보자.
CIDR은 비트 단위로 네트워크 주소를 요약한다.
따라서 2의 제곱 단위로 연속된 주소 블록만 묶을 수 있다.
서브넷(Subnet)
하나의 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나누는 것
IP주소를 효율적으로 사용하고, 네트워크 성능 및 보안을 향상시킬 수 있다.
서브넷 마스크(Subnet Mask)
[요약]
- 서브넷 마스크는 IP 주소에서 네트워크 부와 호스트 부를 구분하는 역할을 한다.
- CIDR과 함께 사용되어 네트워크를 효율적으로 나눈다.
- IP 주소가 특정 네트워크에 속해 있는지 판별할 때 사용한다.
[정의]
IP 주소에서 네트워크 부분을 가려내는 역할로, 비트 연산을 사용해 네트워크 주소를 추출하는 Key역할을 수행한다.
호스트 부가 모두 0이면 네트워크 주소, 모두 1이면 브로드캐스트 주소를 나타낸다.
[예시]
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[IP 주소]
192.168.1.10 → 11000000.10101000.00000001.00001010
[서브넷 마스크]
255.255.255.0 → 11111111.11111111.11111111.00000000
[네트워크 주소]
192.168.1.0 → 11000000.10101000.00000001.00000000
[브로드캐스트 주소]
192.168.1.255 → 11000000.10101000.00000001.11111111
[호스트 범위]
- 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소 제외
192.168.1.1 ~ 192.168.1.254
서브넷 마스크의 역할
같은 네트워크인지 판별하는 것 외에도 여러가지 역할을 수행한다.
1. 같은 네트워크 판별
특정 IP주소와 서브넷 마스크를 AND 연산하면 어떤 네트워크에 속해있는지 판별할 수 있다.
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IP 주소: 192.168.1.10 → 11000000.10101000.00000001.00001010
서브넷 마스크: 255.255.255.0 → 11111111.11111111.11111111.00000000
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네트워크 주소: 192.168.1.0 → 11000000.10101000.00000001.00000000
2. 서브네팅(Subnetting)
큰 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나눈다.
서브네팅의 주체는 RIR, ISP, 기업 등 자유롭다.
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ex. 기업이 192.168.1.0/24 네트워크를 할당받음
기업은 효율적으로 사용하기 위해 /26으로 나눔
→ 각 네트워크 당 62개 IP 사용 가능
192.168.1.0/26 → IT팀 사용
192.168.1.64/26 → 인사팀 사용
192.168.1.128/26 → 영업팀 사용
192.168.1.192/26 → 연구팀 사용
3. 브로드캐스트 도메인 최소화로 네트워크 성능 향상
브로드캐스트는 한 장치가 같은 네트워크 내의 모든 장치에게 데이터를 전송하는 방식이다.
네트워크 내 모든 장치가 수신해야 하므로, 수신 대상이 많아질수록 트래픽이 증가해 성능이 감소된다.
서브네팅을 수행하면 불필요한 트래픽이 감소되므로 네트워크 성능이 향상된다
4. 라우팅 과정에서 사용
라우터는 서브넷 마스크를 이용해 목적지 네트워크를 판별한다
만약 목적지가 같은 네트워크에 있다면
- 라우트를 거치지 않고 스위치로 직접 전달한다
만약 목적지가 다른 네트워크에 있다면
- 라우터(기본 게이트웨이)로 전달된다
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라우팅 예시
출발지 : 192.168.1.10
서브넷 마스크 : 255.255.255.0
네트워크 주소 : 192.168.1.0
1. 목적지 : 192.168.1.100
→ 동일한 192.168.1.0에 속하므로 직접 통신 가능
2. 목적지 : 192.168.2.20
→ 다른 네트워크 192.168.2.0에 속하므로 기본 게이트웨이로 패킷이 전달됨
5. 보안 정책 및 접근 제어
서브네팅 예시에서 각 부서별로 서브넷을 나누었다.
방화벽 등을 사용하여 특정 네트워크 또는 장치에 대한 접근을 제한할 수 있다.
정보처리기사 실기 문제 풀이
22년 2회 9번 문제
1) 네트워크 주소
- 네트워크 주소는 IP주소와 서브넷 마스크를 AND 연산하여 구할 수 있다.
- 서브넷마스크 앞부분이 모두 255이므로 139.127.19.x 임은 한눈에 알 수 있다.
- 132와 192를 2진수로 변환하여 AND 연산을 수행하고 10진수로 바꿔보자
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132 → 10000100
192 → 11000000
AND → 10000000 → 128
정답 : 128
2) 호스트 개수
- 서브넷 마스크에 따르면, 호스트 비트 수는 6이다.
- $2^6 = 64$이고, 네트워크/브로드캐스트 주소를 제외해야 하므로 정답은 62이다.
좀 더 문제를 풀어보고 싶다면 여기 문제를 풀어보자