IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이

 

회사에서 점이 찍힌 숫자들을 받고서

"네트워크 연결하세요"

윈도우를 기준으로, 네트워크 및 공유 센터 - 연결된 네트워크 - 속성 - 인터넷 프로토콜 버전 4(TCP/IPv4) - 속성

IP 정도만 알았지

서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS?

 

이 기회에 싹 다 정리해보려고 한다

 

 

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IP 주소

아주 기본적인 개념 정도만 정리했고, 먼저 훑어보고 시작하는 것을 추천

https://kairosial.tistory.com/10

IP주소, 공인IP, 사설IP, 포트포워딩

IP 주소 (Internet Protocol address, IP address) :
컴퓨터 네트워크에서 서로를 인식하고 통신하기 위해 사용하는 네트워크 상의 주소;
컴퓨터가 연결된 네트워크 끝단의 주소;
기기가 인터넷에 접속한 곳의 네트워크 상의 위치

 

IP는 사실 32자리로 이루어진 2진수

"192.168.123.456" 은 사람이 보기 편하게 10진수로 표현한 것 뿐이고

"11000000.10101000.11110111.11001000" 컴퓨터는 이렇게 2진수로 인식함

이런 형태는 사람이 이해하고 외우기 어렵기에 10진수로 표현하는 것

 

위의 IP에서 하나의 10진수 "192" 는 8자리의 2진수 "11000000" 로 대체됨

출처 : 한국인터넷정보센터

즉, IP 주소는 32개의 비트, 4개의 블럭으로 구성됨

 

네트워크 ID, 호스트 ID

네트워크 ID : 하나의 그룹으로 호스트들을 관리하기 위해 네트워크의 범위를 지정하여 관리하기 쉽게 만든 것

호스트 ID : 호스트들을 개별적으로 관리하기 위해 사용하는 것

우리가 인터넷을 사용할 때는

네트워크 ID + 호스트 ID = IP 주소

 

네트워크 ID가 같다는 의미는 같은 네트워크 상에 있따는 의미로 자유롭게 통신을 할 수 있음

하나의 네트워크 안에는 여러 기기들이 있을 수 있고

호스트 ID는 해당 네트워크에 속한 사용자에게 부여하는 고유의 번호

 

IP Class

A, B, C, D, E Class 로 나누어 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분함

 

• A Class

처음 1개의 블럭(8비트)이 네트워크 ID / 나머지 3개의 블럭(24비트)이 호스트 ID

가장 왼쪽 비트가 0으로 고정되어 시작(2진수로 0*******.***~)하기 때문에 첫 블럭을 0에서 127까지 할당

네트워크 할당은 0 ~ 127 로 128곳에 가능하고 / 최대 호스트 수는 (256*256*256)-2=16,777,214개

 

• B Class

처음 2개의 블럭(16비트)이 네트워크 ID / 나머지 2개의 블럭(16비트)이 호스트 ID

가장 왼쪽 비트가 10으로 고정되어 시작(2진수로 10******.***~)하기 때문에 첫 블럭을 128에서 191까지 할당

네트워크 할당은 128.0 ~ 191.255 로 64*256=16,384곳에 가능하고 / 최대 호스트 수는 (256*256)-2=65,534개

 

• C Class

처음 3개의 블럭(24비트)이 네트워크 ID / 나머지 1개의 블럭(8비트)이 호스트 ID

가장 왼쪽 비트가 110으로 고정되어 시작(2진수로 110*****.***~)하기 때문에 첫 블럭을 192에서 223까지 할당

네트워크 할당은 192.0.0 ~ 223.255.255 로 32*256*255=2,097,152곳에 가능하고 / 최대 호스트 수는 256-2=254개

 

• D Class는 Multicast / E Class는 미래에 사용하기 위해 남겨둔 것으로, 실제 사용되는 Class는 A, B, C

 

출처 : 한국인터넷정보센터

(최대 호스트 수를 구할 때 2를 빼는 이유는 조금 뒤에 설명)

 

예를 들어, 192.168.123.***이라는 IP 주소가 있다면

처음 1개의 블럭이 192~223이므로, C Class에 속하는 IP 주소이고

앞자리가 192.168.123인 IP들은 같은 네트워크 상에 있다는 의미

 

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위의 설명대로라면 A Class의 네트워크에는 약 1677만개의 호스트를 할당할 수 있지만

어떤 기관에서 필요한 IP의 개수가 8만개로 충분하다고 한다면 나머지 IP 주소는 낭비됨

이런 문제를 해결하기 위해 '서브넷' 이라는 개념이 등장함

 

서브넷 마스크

서브넷 (Subnet) : 네트워크 안의 네트워크; 하나의 네트워크를 나누어 효율적으로 분배

서브넷 마스크 (Subnet Mask) : 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분해주는 값

서브넷 마스크는 IP 주소와 마찬가지로 4개의 블럭(32비트)으로 구성되어 있고

2진수로 표현했을 때, 앞자리는 모두 1이고 뒷자리는 모두 0으로 구성

다음은 서브넷 마스크의 예시

• 11111111.00000000.00000000.00000000 = 255.0.0.0 (A Class 기본 서브넷 마스크)
• 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0 (B Class 기본 서브넷 마스크)
• 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0 (C Class 기본 서브넷 마스크)
• 11111111.11111111.11111111.11111000 = 255.255.255.248 (사용자가 설정한 서브넷 마스크)

IP 주소와 서브넷 마스크를 AND연산하면 네트워크 주소를 구할 수 있음

예를 들어

• IP 주소 : 115.95.229.196 → 01110011.01011111.11100101.11000100
• 서브넷 마스크 : 255.255.255.0 → 11111111.11111111.11111111.00000000

2진수를 AND연산하면

• 네트워크 주소 : 01110011.01011111.11100101.00000000 → 115.95.229.0

115.95.229.196는 A Class이지만

C Class 기본 서브넷 마스크를 씌우자

네트워크 주소가 115.95.229.0이 나왔다는 뜻은

A Class의 주소를 마치 C Class의 주소처럼 사용하겠다는 뜻

 

다시 말해,

A Class에서는 1번째 블럭이 네트워크 영역이고, 뒤에 2,3,4번째 블럭은 호스트 영역인데

C Class 기본 서브넷 마스크를 씌우면서

1,2,3번째 블럭까지 네트워크 영역이 되고, 뒤에 4번째 블럭이 호스트 영역이 된 것

 

이렇게 서브넷 마스크를 씌우고 나면 이제는 115.95.229로 시작하는 주소만을 같은 네트워크에 있다고 인식함

 

이 네트워크 상에서

사용 가능한 최대 호스트 수는

네트워크 주소 : 115.95.229.0

브로드캐스트 주소 : 115.95.229.255

두 가지를 제외하고 256-2=254개

네트워크 주소, 브로드캐스트 주소

네트워크 주소 : 하나의 네트워크를 나타내는 주소;
일반적으로 해당 네트워크의 처음 IP 주소를 이용해 표시

브로드캐스트 주소 : 특정 네트워크에 속하는 모든 호스트들이 듣게 되는 주소;
일반적으로 해당 네트워크의 마지막 IP 주소를 이용해 표시

 

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위에서 설명한 IP 주소와 서브넷 마스크만 있으면 로컬 네트워크에서는 통신이 가능하지만

우리가 원하는 인터넷을 사용하기 위해서는 게이트웨이가 필요함

 

게이트웨이

게이트웨이 (Gateway) : 한 프로토콜을 다른 프로토콜로 변환하여 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 장치;
현재 사용자가 위치한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하기 위해 지나야 하는 관문

두 컴퓨터(노드)가 네트워크 상에서 서로 연결되려면 동일한 통신 프로토콜(통신규약)을 사용해야함

프로토콜이 다른 네트워크 상의 컴퓨터와 통신하려면 두 프로토콜을 적절히 변환해야 하는데

게이트웨이가 이 변환기의 역할을 함

 

자신의 컴퓨터에서 목적지 네트워크에 도달하기까지 여러 개의 게이트웨이를 거칠 수 있음

서울에서 부산까지 가는데 여러 개의 고속도로 톨게이트를 거치는 것과 유사

 

컴퓨터에 IP 주소를 할당하듯, 게이트웨이에도 중복되지 않는 IP 주소가 필요

일반적으로 4번째 블럭(32비트 중 뒤의 8비트)만 다른 형태로 대게 '1'을 지정함

예를 들어

IP 주소 : 115.95.229.196

기본 게이트웨이 : 115.95.229.1

 

게이트웨이와 라우터

라우터에 대한 기초적인 설명 (생략 가능)

https://kairosial.tistory.com/11

라우터(공유기), NAT, 포트, 포트 포워딩, DHCP

라우터 (Router) : 최적의 경로를 찾아 데이터 패킷을 전송하는 네트워크 장치

게이트웨이는 라우터와 비슷한 개념으로 이해할 수 있음

둘 다 다른 네트워크를 연결시켜주는 역할을 하지만 차이가 있음

 

게이트웨이 : 한 프로토콜을 다른 프로토콜로 변환, OSI 7계층 중 5계층

라우터 : 최적의 경로를 찾아 데이터 패킷을 전송, OSI 7계층 중 3,4계층

 

위 링크에서는 이해를 돕기 위해 라우터(공유기) 라고 표시했지만

엄밀히 말하면, 우리가 사용하는 공유기는

게이트웨이 역할, 라우터 역할, 방화벽 역할 등을 동시에 제공하는 종합 네트워크 장비

 

 

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윈도우를 기준으로, 네트워크 및 공유 센터 - 연결된 네트워크 - 속성 - 인터넷 프로토콜 버전 4(TCP/IPv4) - 속성

일반적으로는 DHCP 덕분에

"인터넷 프로토콜 버전 4(TCP/IPv4) 속성" 에 들어갈 일이 없겠지만

https://kairosial.tistory.com/11

라우터(공유기), NAT, 포트, 포트 포워딩, DHCP

수동으로 IP 주소를 설정해야 할 경우에

공유기를 사용하고 있는 일반적인 가정에서는

IP 주소 : 192.168.***.***

서브넷 마스크 : 255.255.255.0

기본 게이트웨이 : 192.168.***.1

이렇게 세팅할 확률이 높음

 

 

 

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📝 참고

 

https://sjquant.tistory.com/59

쉽게 설명하는 네트워크 (IP주소, DNS, 네트워크, 호스트, CIDR, Private IP, 포트포워딩)

 

https://it.donga.com/21138/

[IT강의실] 네트워크 항해의 첫 관문 - 게이트웨이

https://www.router-switch.com/faq/gateway-router-difference.html

What is the difference between a gateway and a router?