IP주소

suhan cho·2022년 5월 6일

네트워크

IP

인터넷에서 각 장치를 구별하기 위해 TCP/IP 프로토콜 모음의 IP계층에서 사용하는 식별자를 뜻함
IP 주소는 유일하다 오직 한 개의 연결만을 지정
ICANN에서 인터넷 주소를 정한다

주소공간

IPv4는 주소공간을 가지고 있다.
- 2^32bit이므로 40억개 이상의 장치가 인터넷에 연결가능

표기법

2진 표기법
32비트를 8비트 사이 공백일 둬서 표기

01100000 10101111 11011010 01011010

10진 표기법: 기수256

128:11:3:31

16진 표기법

0x810B0BEF

클래스 기반 주소지정

클래스 기반과 클래스 없는 주소지정이 있다

클래스

다섯개의 클래스(A,B,C,D,E)로 나누어진다

클래스 찾기

Netid와 Hostid

A는 1바이트 netid와 3바이트 hostid(2^24사용가능)
B는 2바이트 netid와 2바이트 hostid(2^16사용가능)
C는 3바이트 netid와 1바이트 hostid(2^8사용가능)
D와E는 나누어지지 않는다.

클래스와 블록

클래스 A

1바이트만 netid를 정의 가장 왼쪽비트는 0 나머지 7비트는 블록 수를 찾는데 사용 (2^7 =128 블록사용)

클래스 B

2바이트만 netid를 정의 왼쪽 두비트 10 나머지 14비트는 블록 찾는데 사용(2^14=16,384)

클래스 C

3바이트만 netid를 정의 왼쪽 3비트 110 나머지 21비트 블록 찾는데 사용(2^21)

클래스 D

멀티캐스팅을 위해 사용
호스트들의 그룹을 지정하는데 사용

클래스 E

예약용으로 사용한다

2계층 주소지정

Netid는 네트워크를 정의 hostid는 네트워크 연결된 특정 호스트 정의

블록에서 정보 추출

블록 내의 주소의 수 N = 2^(32-n)
처음 주소는 왼쪽의 n비트를 유지하고 오른쪽읜(32-n)비트를 0으로 함으로써 구함
마지막 주소는 왼쪽의 n비트를 유지하고 오른쪽의(32-n)비트를 1로 함으로써 구할 수 있다

네트워크 주소

첫 주소는 목적지 주소로 패킷을 전송하는데 사용되므로 매우 중요
네트워크 주소를 찾은 후 라우터는 라우팅 테이블을 참조하여 패킷이 전송되어야 할 인터페이스를 찾는다.
네트워크 주소는 실제로 네트워크의 식별자이다

네트워크 마스크

클래스 기반 주소지정에서 네트워크 마스크 또는 디폴트 마스크는 n개의 왼쪽 비트는 1이고 (32-n)개는 0비트이다.
and연산을 사용하여 netid만 추출
EX) 라우터 목적지 주소가 201.24.67.32일 경우 네트워크 주소 찾는 방법
- 201이므로 c클래스이고 24bit 3바이트이므로 255.255.255.0 마스크를 한다

3계층 주소지정: 서브넷팅

인터넷 내의 호스트에 도달하깅 위하여 먼저 네트워크에 도달 이후 호스트에 도달
클래스 A,B블록을 받은 조직은 보안과 관리를 잘 할 수 있도록 네트워크를 몇개의 서브네트워크로 나눌 필요가 있다
각 서브네트워크는 자신의 서브네트워크 주소를 갖는다.

기존 /16(netid)에서 4개이므로 2bit를 더 사용해 /18(subnetid)로 나눔

서브넷 마스크

서프넷팅되었을 경우에는 서브넷 마스크를 생성해야 한다.
EX) 클래스B를 서브넷 4개로 나눴을 경우 16+log4=18
18개의 1을 가지고 14개의 0을 가진다는 의미

서브넷 주소

서브넷 2의 주소가 위와 같은경우 141이므로 b클래스 2bit 서브넷 주소로 사용하여 서브넷 마스크한다

슈퍼넷팅

클래스 C는 남아있지만 C블록의 크기는 인터넷에 연결하기 원하는 기관 요구사항 만족하기에 충분히 크지 않으므로 슈퍼넷팅 사용
IP주소 낭비 막기 위해 실질적 고갈 문제 해소 불가하기에 장기적으로 해결 가능한 IPv6도입중
1000개의 주소가 필요한 기관은 4개의 클래스 C블록 부여받음
슈퍼넷 마스크는 서브넷 마스크와 반대

문제점
- 7개의 블록 필요한 경우 8개의 블록을 받아야 하므로 주소의 낭비가 발생
- 슈퍼넷팅과 서브넷팅은 인터넷 내에서 패킷라우팅을 더욱 복잡하게 한다

클래스 없는 주소지정

동일한 주소 공간을 사용하면서도 기관들에게 균등하게 주소를 배분할 수 있도록 하기 위한 단기적 해결책으로 클래스 없는 주소지정 고안

가변길이 블록

각 기관은 가변길이 블록으로 주소를 갖는 블록을 지정

2단계 주소 체계

prefix와 suffix로 나누어진다.
prefix는 netid, suffix는 hostid기능을 한다

EX) 전체 인터넷을 4,294,967,296개의 주소를 갖는 하나의 단일 블록이라고 하면, 인터넷의 프리픽스 길이와 서픽스 길이는?

프리픽스 길이는 0이고, 서픽스 길이는 32 2^32=4,294,967,296

EX) 인터넷이 4,294,967,296개의 블록과 각 블록은 단일 주소를 갖는다면 prefix길이와 suffix길이는?

각 블록에 대한 prefix는 32이고 suffix길이는 0이다. 2^32=4,294,967,296블록을 지정하는데 사용. 각 블록에는 하나의 주소가 블록 자체를 지정
블록안에 있는 주소의 수는 prefix길이

슬래시 표기법

블록 내의 주소만 가지고는 프리픽스 길이를 알 수 없다. 주소는 임의의 프리픽스 길이를 갖는 블록에 속한다.
프리픽스 길이 정보가 주소 정보에 포함되어야한다. 프리픽스 길이 n이 /로 구분 되어 추가

프리픽스 길이가 정해지지 않으면 다양하게 속할 수 있다.

네트워크 마스크

첫번째 주소 구하기(AND)
마지막 주소 구하기(OR)

블록할당

국제 관리기구인 ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Address)담당
ISP(internet Service Provider)에 할당
블록 할당 제약 조건(CIDR)
요구주소 N은 2의 거듭제곱이어야 한다
블록에 속한 주소의 수로 프리픽스 길이를 알 수 있다.
할당하는 블록에 속한 주소는 연속적이어야 한다.

EX) ISP가 1000개의 주소를 갖는 블록을 요청. 블록은 다음과 같다
a. 1000은 2의 거듭제곱이 아니기 때문에 1,024(2^10)개의 주소가 할당
b. 블록에 대한 프리픽스 길이는 n = 32 - 10 = 22
c. 시작주소는 18.14.12.0 (1,024로 나누어짐) 선택됨
할당된 블록은 18.14.12.0/22이다. 첫 번째 주소는 18.14.12.0/22이며, 마지막 주소는 18.14.15.255/22이다.