네트워크 기초 - IP

네트워크란

두 대 이상의 컴퓨터가 논리적 또는 물리적으로 연결되어 통신이 가능한 상태를 말한다. 일반적으로 규모에 따른 네트워크 종류는 아래와 같다.

  1. PAN (Personal Area, Network) : 가장 작은 규모의 네트워크.
  2. LAN (Local Area Network) : 근거리 영역 네트워크, 근거리 통신망을 의미하며 지역적 좁은 범위 내에서 고속 통신이 가능한 통신망.
  3. MAN (Metropolitan Area Network) : 대도시 영역 네트워크.
  4. WAN (Wide Area Network) : 광대역 네트워크, Wide Area Network 광대역 통신망으로 LAN보다 넓은 지역을 나타내며 지역과 지역, 지방과 지방, 나라와 나라 또는 대륙과 대륙을 연결하는 통신망.

WAN, LAN

출처 : Computer Science Bea

IP(Internet Protocol)주소란?

먼저 IP 주소라는 말에서 IP를 먼저 알아보자. 위키의 내용을 살펴보면, 아래와 같다.

인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크(패킷 스위칭 네트워크, Packet Switching Network)에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약(프로토콜, Protocol)이며, OSI 네트워크 계층에서 호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당한다.

이에 IP 주소는 네트워킹이 가능한 장비를 식별하는 주소이다. 네트워크상에서 통신을 하기 위해서는 몇 가지 통신규약(Protocol)을 따라야 하는데, 그런 조약 중에는 "네트워킹을 하는 장비들에 숫자 12개의 고유한 주소를 주어 그 주소를 통해 서로를 인식하고 통신하도록 하자"라는 의미의 규약이 존재한다.

하나의 네트워크 안에서 IP들은 네트워크 영역은 같아야 하고, 호스트 IP는 서로 달라야 통신이 가능하다.

IPv4 주소

IP version 4의 줄임말이다. IPv4 주소는 오늘날 일반적으로 사용하는 IP 주소이다. 이 주소의 범위는 32bit로 보통 0~255 사이의 10진수 4개를 사용하며 .으로 구분하여 나타낸다. 0.0.0.0부터 255.255.255.255까지가 된다. 이론적으로 42억 9,496만7,296개의 IP가 존재한다. 중간의 일부 번호들은 특별한 용도를 위해 예약되어 있다. 예를 들어 127.0.0.1은 localhost(로컬 호스트)로 자기 자신을 가리킨다.

예약된 IP 주소

많은 IP 중 특수한 용도로 사용하기 위해서 따로 지정이 되어있는 IP 주소를 예약된 IP 주소라 한다. 이에 해당하는 주소들은 아래와 같다.

  • 127.0.0.1 - 루프백(Loopback) 주소, 자기 자신을 가리키는 주소이다.
  • 192.168.0.0 - 사설 네트워크
  • 224.0.0.0 - 멀티캐스트
  • 240.0.0.0 - 미래의 사용될 것을 생각하여 예약된 주소이다.

One more thing...

IPv4

출처 : IT 동아

IPv4에서 점으로 각각의 숫자를 구분하고 있는데 각각의 마디를 옥텟이다고 한다.

IPv6 주소

IP address가 처음 생겼을 당시에는 지금처럼 네트워킹이 가능한 장비의 종류가 다양하지 않았으나, 기술이 발전하고 한 사람이 가지는 네트워킹이 가능한 단말기의 수가 1개 이상이 되어버리자 IPv4 주소의 수가 부족해졌다. 그래서 등장한 것이 IPv6이다. 이러한 주소 방법은 약 43억x43억x43억x43억개... 를 만들어 낼 수 있으며, IPv6 주소는 보통 두 자리 16진수 여덟 개를 쓰고 각각을 : 기호로 구분한다.

IP 주소의 클래스(A, B, C class)란?

IP 주소에는 클래스라는 개념이 있다. 클래스의 개념을 알아야 어디까지가 네트워크 영역이고 호스트 영역인지 알 수 있다. 즉, 클래스는 하나의 IP주소에서 네트워크 영역과 호스트 영역을 나누는 방법이자, 약속이다. IP 주소를 3개의 클래스로 나누는 기준은 네트워크 크기에 따른 구분이라 생각하면 된다.

하나의 네트워크 안에서 IP들은 네트워크 영역은 같아야 하고, 호스트 IP는 서로 달라야 통신이 가능하다.

하나의 네트워크에서 몇 개의 호스트 IP까지 가질 수 있는가에 따라서 클래스를 나눌 수 있다. 즉, 네트워크 범위가 커질수록 호스트 주소 범위는 작아지는 반비례 관계이다.

IP 주소 클래스는 총 5개가 있다(A, B, C, D, E). 하지만 보통 A, B, C 3개 정도만 알고 있으면 충분하다. (나머지 D, E 클래스는 멀티캐스트용, 연구용으로 사용한다)

예를 들어 203.240.100.1에서 203.240.100은 네트워크 영역이고 1은 호스트 영역이다.

IP 클래스

출처 한국인터넷정보센터

D Class 네트워크는 멀티캐스트를 위해서 존재하는 네트워크라고 했는데, 여기서 멀티캐스트라는 것은 한 번의 메시지 송신으로 특정 네트워크 안에 있는 두 개 이상의 컴퓨터에 전송할 수 있도록 하는 기술이다.

A 클래스

먼저 A 클래스는 하나의 네트워크가 가질 수 있는 호스트 주소가 제일 많은 클래스이다. IP 주소를 32자리 2진수로 표현했을 때, 맨 앞자리 수가 항상 0인 경우 바로 A 클래스이다. 즉 0xxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx와 같이 되어있다. x는 0 또는 1이다. 이 범위를 10진수로 표현하면 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 이다.

그런데 A 클래스에서 네트워트 주소는 1.0.0.0 ~ 126.0.0.0 까지로 규정되어 있다. 그래서 IP주소 중 맨 앞자리 수가 1부터 126으로 시작하는 네트워크는 A 클래스라고 생각하면 된다.

그리고 호스트 주소가 가질 수 있는 갯수는 (2^24) - 2개 이다.

-2 이유는 모두가 1인경우 브로드캐스트 주소로 사용하고 모두 0인 경우엔 네트워크 주소로 사용하기 때문이다.

브로드캐스트 주소 : 네트워크 망에서 할당할 수 있는 IP 주소 중 가장 큰 값

예를 들어 A클래스로 15.0.0.0 네트워크 주소를 할당 받았을 때, 가능한 호스트 IP를 10진수로 나타내면 15.0.0.0 ~ 15.255.255.255 이다. 하지만 여기서 15.0.0.0은 네트워크 주소를 표현하기 위해서 호스트 주소로 사용하면 안된다. 또, 15.255.255.255 역시 브로드캐스트 주소로 사용하기 때문에 호스트 IP로 사용하면 안된다. 따라서 (2^24) - 2를 해준다.

B 클래스

B 클래스의 IP주소를 32자리 2진수로 표현했을때, 맨 앞자리 수는 항상 10이여야 한다. 즉 10xx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx 이 범위를 10진수로 표현하면 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 이다.

네트워크 주소 범위는 10xx xxxx. xxxx xxxx 에서 x들이 가질 수 있는 경우의 수, 2^14 개 이고, 호스트 주소 범위는 xxxx xxxx. xxxx xxxx에서 x들의 경우의 수인 (2^16) - 2개 이다.

C 클래스

C 클래스의 IP주소는 2진수로 표현했을 때 반드시 110으로 시작한다. 즉 110x xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx이다. 이 범위를 10진수로 표현하면 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

네트워크 범위는 110x xxxx. xxxx xxxx. xxxx xxxx에서 x들이 가질 수 있는 경우의 수, 2^21개 이고, 호스트 주소 범위는 xxxx xxxx에서 x들이 가질 수 있는 경우의 수, (2^8) - 2 개 이다.

간단한 문제로 확인하기

각각의 클래스, 네트워크 부분, 호스트 부분은?

문제. 10.3.4.3

정답
  • 클래스 : A
  • 네트워크 부분 : 10.0.0.0
  • 호스트 부분 : 3.4.3

문제2. 132.12.11.4

정답
  • 클래스 : B
  • 네트워크 부분 : 132.12.0.0
  • 호스트 부분 : 11.4

문제3. 203.10.1.1

정답
  • 클래스 : C
  • 네트워크 부분 : 203.10.1.0
  • 호스트 부분 : 1

문제4. 192.12.100.2

정답
  • 클래스 : C
  • 네트워크 부분 : 192.12.100.0
  • 호스트 부분 : 2

문제5. 130.11.4.1

정답
  • 클래스 : B
  • 네트워크 부분 : 130.11.0.0
  • 호스트 부분 : 4.1

문제6. 261.12.4.1

정답

이런 IP 주소는 없음


Reference