[ 네트워크 이론 ] 공부 정리 - 6강. IP주소와 서브넷팅(subnetting)

* 공부 정리일자 (2022년 4월 11일) 
- 책&강의 : 후니의 쉽게 쓴 시스코 네트워크, 정보통신개론 / 컴퓨터 네트워크 (김삼택 교수님)
- 개인적으로 공부 및 복습하면서 정리한 내용입니다. (사진 제외) 

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* 목차
1) TCP/IP 주소의 종류
2) IP 주소 체계
3) 서브넷팅(subnetting)

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1. 복습 (중요 키워드 위주)
* 복습 파트 : 6강. IP주소와 서브넷팅(subnetting) 

1) TCP.IP 주소의 종류

* TCP.IP 주소 기법

(1) Domain Name, URL, email 주소(논리 주소기법 : IP address)

가. 도메인 네임(Domain Name)
- DNS(Domain Name System) 에 의한 IP address 변환 
- https://www.daum.net/

나. URL (Uniform Resource Locator)
- 형식) 프로토콜://정보를 가진 컴퓨터 이름/디렉토리 이름/파일이름

다. e-mail 주소
- 형식) 사용자의 계정(stkim)과 도메인 네임을 조합 
- 예) hawkthema@gmail.com

(2) 물리 주소(Physical address)
- MAC address =>NIC(Network Interface Card) address

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2) IP 주소 체계
* IP 주소 구성
- IP 주소는 32bit 체계 (xxx.xxx.xxx.xxx)
- IP Network 주소와 IP Host 주소로 구성

- IP 주소는 32bit의 2진 데이터로 표현
-- ex) 10011101.00000010.00000001.00000001(8bit 4개)
-- 157.2.1.1(10진수로 표현)

* IP 클래스(class)의 종류 (1/2)
- Class A,B,C 사용
- 앞부분의 4bit로 식별
- 각각의 Class에 따라 IP Network 주소의 지정범위가 다름

- 각 클래스의 IP Network 주소 중    식별자를 제외한 나머지 Bit(Host Bit)가 모두 “0”, “1”인 주소는 규약에 의한 예약된 주소로 사용불가
    =>호스트 비트가 모두 0 : 네트워크주소, 
    =>호스트 비트가 모두 1 : 브로드캐스트 주소

- 식별자
-- Class A : 0, Class B : 10, Class C : 110


*  IP 클래스(class)의 종류 (2/2)

*  IP 클래스(class)의 종류

 

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3) 서브넷팅 (subnetting)
* 서브넷의 개념
- 네트워크 관리자에게  네트워크에 대한 매우 효과적인 관리 방안을 제공하기 위하여 
   네트워크 (특히 대규모 네트워크)는 종종 서브네트워크 또는 서브넷이라 불리는 여러 개의 작은 네트워크로 나눔

- 서브넷팅의 개념은    
    단일 네트워크 주소를 이 네트워크에서만 관리할 수 있는 여러 개의 서브넷으로 나눔으로써    
    네트워크 관리자로 하여금 IP 어드레스가 가지는 주소 한계(네트워크주소의 부족)를 극복.


* 서브넷의 생성
- 서브넷팅은 LAN을 상호 연결하여 WAN을 구성할 때(서로 다른 네트워크 주소로 설정) 종종 필요한 기술

- 예를 들어, 
   지리적으로 떨어진 위치에 있는 두 개의 LAN을 연결하고자 한다면 
   각각의 LAN과 이들을 연결하는 WAN 링크에 유일한 서브넷 번호를 할당할 수 있음

- 또한 서브넷은 브로드캐스트 영역의 크기를 줄이기 위해 필요하며 
                 브로드캐스트는 네트워크나 서브네트워크 상의 모든 호스트에 보내짐

- 서브넷을 생성하기 위해 
   어드레스의 라우팅 부분(네트워크 번호)을 늘려야 되고 
   기본 서브넷인 경우는 라우팅 비트(네트워크 비트)는 각각 8, 16, 24


* 서브넷 마스크
- 서브넷 마스크의 기능은 
   네트워킹 장치에게 IP 어드레스의 어떤 부분이 서브넷을 포함한 네트워크 번호이고 
                                   어떤 부분이 호스트 번호인지를 알려 줌
   (라우터가 라우팅을 위해 필요 : 라우터는 네트워크 주소까지 패킷전달)

* 서브넷 마스크

* 서브넷 마스크
- 서브넷 마스크는 IP 어드레스와 동일한 포맷을 사용
- 서브넷 마스크는 길이가 32 비트이며 네 개의 옥텟으로 이루어져 있음
- 서브넷 마스크는 네트워크 비트와 서브넷 비트가 모두 1이고, 나머지 비트(host 비트)는 모두 0


(1) 서브넷 마스크 크기 결정
- 어떠한 비트도 빌리지 않는다면, 클래스 B 네트워크에 대한 서브넷 마스크는 디폴트 값인 255.255.0.0

* 각 class 별 IP Network의 기본값
- IP Network 주소는 “1”로 , IP Host 주소는 “0”으로 표시
- Class A : 11111111.00000000.00000000.0000000
   => Subnet mask : 255.0.0.0

- Class B : 11111111.11111111.00000000.0000000
   => Subnet mask : 255.255.0.0

- Class C : 11111111.11111111.11111111.0000000
   => Subnet mask : 255.255.255.0


예로 
- 서브넷 마스크 255.255.255.224를 가지는 클래스 C 어드레스 197.15.22.131을 살펴보자. 

- 마지막 옥텟이 224 (이진수로는 11100000)이므로, 
   이 어드레스는 원래 24 비트이던 클래스 C 네트워크 부분이 3 비트만큼 확장되어 총 27 비트임을 알 수 있음

- IP address : 197.15.22.131 => 11000101.00001111. 0010110.10000011
                                 각 bit 별로 AND operation

- 서브넷마스크 : 255.255.255.224 => 11111111.11111111.11111111.1110000

결과 : 패킷이 전달 될 네트워크 주소 - 11000101.00001111. 0010110.10000000