(네트워크 설계, 구축하기) IPv4 어드레스 설계(IP Address Design)

네트워크를 구축하기 위해서는 하드웨어, 소프트웨어 측면 모두 고려하여 설계를 해야 합니다. 오늘은 소프트웨어적인 측면에 대해 얘기하고자 합니다.

네트워크(IPv4 체계)를 구축하고자 할 때 주어진 IP주소 대역을 적절하게 설계하는 것은 매우 중요합니다.

예를 들어 200개의 IP를 부여 받았을때 사용자나 부서 등의 확장성을 고려하여 설계 방향을 고려해야 합니다. 부서별 사용자가 늘어날 여지가 있는지, 혹은 부서가 추가로 늘어날 수 있는지 등이 고려 대상입니다.

부서별 사용자가 늘어날 여지가 크다면 네트워크별 호스트 IP수량을 여유있게 설계해야 합니다.

반대로 사용자는 고정적이지만 부서가 추가로 늘어날 여지가 있다면 호스트 IP는 고정하고 네트워크 수를 여유있게 설계해야 합니다.

물론 하드웨어적인 부분(네트워크 특성_부가장비 추가, 예산 등)도 고려해야 하지만 이 부분은 추후 포스트 하겠습니다.  

먼저 네트워크 관련 용어에 대해 몇가지 정의부터 하겠습니다.

1. 네트워크 용어 정의

1) IP Address

• 인터넷 상에서 하나의 네트워크 기기를 구분하기 위해 사용하는 고유 번호

2) IP Address Class

• IP Address는 규칙에 따라 5가지 클래스로 구분하며, 클래스별 네트워크, 호스트 크기가 다름
• 규칙별 IP Address를 그룹화하여 구분함

3) CIDR(Classless Inter Domain Routing)

• 비트 단위의 서브네트 마스크에 의해서 네트워크 정보를 라우팅 하는 것

4) 서브네팅(Subnetting)

• 더 큰 네트워크 주소에서 여러 개의 물리적 네트워크로 나누는 기법

5) 슈퍼넷팅(Supernetting)

• 여러 개의 네트워크를 그룹화시켜 하나로 묶어 표현하는 것

2. IP Address Class 분류

1) A Class

• 처음 bit가 0인 주소를 1.ⅹ.ⅹ.ⅹ∼ 126.ⅹ.ⅹ.ⅹ까지의 주소를 할당
• IP 주소가 어느 서브넷에 소속되어 있는지를 결정하는 서브넷 마스크는 255.0.0.0이며 126개 기관에 할당 가능

2) B Class

• 처음 bit가 10인 주소로 128.0.ⅹ.ⅹ ∼ 191.255.ⅹ.ⅹ까지의 주소를 할당
• 서브넷 마스크는 255.255.0.0이며, 16,384개 기관에 할당 가능

3) C Class

• 처음 bit가 110인 주소로 192.0.0.ⅹ ∼ 223.255.255.ⅹ까지의 주소를 할당
• 서브넷 마스크는 255.255.255.0이며, 2,097,151개의 기관에 할당 가능

4) D Class

• 멀티캐스트 형태의 통신을 지원하기 위한 주소
• 임의의 그룹에 속한 호스트 컴퓨터들은 멀티캐스트 주소를 사용하여 통신이 가능

IP 클래스가 외우기 힘들면 위 그림을 활용하면 외우기 쉽습니다.

원을 그리고 원을 반으로 나눠 0과 1을 씁니다. 0으로 된 부분이 A 클래스가 됩니다. 다시 말하면 IP주소를 2진수로 표현할 때 가장 앞 옥텟부분이 00000001~01111111까지가 A클래스 주소입니다. 10진수로 변환하면 1~126까지가 될 것입니다.

B클래스는 반원에서 1로된 부분을 다시 반으로 나눕니다. 반으로 나뉜 부분을 다시 1과 0을 씁니다. 10과 11이 될 것입니다. 10 부분이 B클래스가 됩니다. 다시 말하면 B클래스는 10000000~10111111가 됩니다. 10진수로 변환하면 128~191까지가 될 것입니다.

C클래스는 11로 된 부분을 다시 반으로 나눠 1과 0을 씁니다. 110과 111이 됩니다. 110 부분이 C클래스가 됩니다.  다시 말하면 C클래스는 11000000~11011111가 됩니다. 10진수로 변환하면 192~223까지가 될 것입니다.

D클래스와 E클래스도 마찬가지로 계산하면 IP대역이 나옵니다. 하지만 D클래스와 E클래스는 실제 사용되는 대역은 아닙니다.

클래스	상위 4비트	네트워크 주소 비트수	호스트 주소 비트수
A	0xxx	8(7)	24
B	10xx	16(14)	16
C	110x	24(21)	8
D	1110	28비트 연속 정의
E	1111	연구용

3.  IP 어드레스 설계

그럼 IP주소를 설계해 보겠습니다.

예를 들어 220.1.128.0/25 IP주소를 4개 서브넷으로 구성하겠습니다.

1) 220.1.128.0/25

220.1.128.0/25 IP주소를 분석해 보면

•  /25 서브넷 마스크 25비트가 “1”
• 따라서 주어진 네트워크 주소범위는 220.1.128.0 ∼ 220.1.128.127

2) 서브넷 구성

• 주어진 IP 대역(호스트 부분)에서 128개 주소, 4개 서브넷 구성하면 1개의 서브넷당 32개 IP 가짐

서브넷 주소는 255.255.255.224 가 됩니다.

3) 호스트

(1) A 서브넷 220.1.128.0 ∼ 220.1.128.31
    220.1.128.0 : 네트워크 주소
    220.1.128.31 : 브로드캐스트 주소
    220.1.128.1 ∼ 220.1.128.30 : Host(30개)

(2) B 서브넷 220.1.128.32 ∼ 220.1.128.63

    220.1.128.32 : 네트워크 주소

    220.1.128.63 : 브로드캐스트 주소

    220.1.128.33 ∼ 220.1.128.62 : Host(30개)

(3) C 서브넷 220.1.128.64 ∼ 220.1.128.95

    220.1.128.64 : 네트워크 주소

    220.1.128.95 : 브로드캐스트 주소

    220.1.128.65 ∼ 220.1.128.94 : Host(30개)

(4) D 서브넷 220.1.128.96 ∼ 220.1.128.127

    220.1.128.96 : 네트워크 주소

    220.1.128.127 : 브로드캐스트 주소

    220.1.128.97 ∼ 220.1.128.126 : Host(30개)