IP Addressing and Subnet

TCP/IP 버전 종류 총 6개의 버전이 있다. 대표적인 것은 3개 이다. 버전 4 현재 대부분의 인터넷은 버전 4를 사용함 버전 5 OSI 모델을 기반으로 한 제안 광범위한 계층 변화와 설계비용으로 제안된 수준에서 멈춤 버전 6 네트워크 프로토콜만 변경 IPv4는 IPv6, ICMPv4는 ICMPv6이 됨. IGMP와 ARP는 ICMPv6에 통합, RARP는 없어짐 128비트 주소를 사용함

IP Addressing IP 주소방식을 이해한다. IP 통신 방식을 이해한다. Subnetting을 이해하고 활용할 수 있다. VLSM, Supernetting, CIDR의 내용을 안다. 주) IOS : Internetwork Operating System

IP Address(Internet Address) TCP/IP 프로토콜의 IP 계층에서 사용되는 식별자 IP 주소 방식 32비트 길이로 할당 network id와 host id로 구성되어 있음 네트워크에 접속되는 연결점을 의미한다. Global network에서의 unique 주소 이 주소는 인터넷 상에서 유일한 접속점을 나타낸다.(unique identifier) IANA에서 주소를 관리한다(Netid는 NIC).

Internet Address Netid Hostid Internet Address 인터넷 주소는 4Byte(32bits)로 구성되며 NetID와 HostID로 구분한다. NetID는 네트워크를 구분하고, HostID는 그 네트워크상의 호스트를 구분한다. Class Type Netid Hostid

32-bit 이진수(binary number) Dotted Decimal 10진 표기법 Dotted Decimal 표기법 32-bit 이진수(binary number) Dotted Decimal 10000001 00110100 00000110 00000000 129.52.6.0 11000000 00000101 00110000 00000011 192.5.48.3 00001010 00000010 00000000 00100101 10.2.0.37

IP 주소 유형(Class) Class A Class B Class C Class D Class E 1 16 8 24 31 Class A Class B Class C Class D Class E 1 Multicast address Reserved Network id Host id

Netid와 Hostid의 추출 IP 주소지정 Class A는 첫 번째 옥텟이 Netid이고, 나머지 옥텟은 Hostid이다 Class B는 처음 2 옥텟이 Netid이고, 나머지 2 옥텟은 Hostid이다 Class C는 처음 3 옥텟이 Netid이고, 나머지 한 옥텟은 Hostid이다 Class D는 Netid와 Hostid가 없다. 전체 주소가 멀티캐스팅을 위해서 사용된다. Class E 는 Netid와 Hostid가 없다. 전체 주소가 특별한 용도를 위해 예약된 것이다.

10진 표기법을 이용한 클래스 Class A 0.0.0.0 127.255.255.255 Class B 128.0.0.0 IP 주소지정 10진 표기법을 이용한 클래스 Netid Hostid Multicast Address Reserved From To Class A 0.0.0.0 127.255.255.255 Class B 128.0.0.0 191.255.255.255 Class C Class D Class E 240.0.0.0 255.255.255.255 192.0.0.0 223.255.255.255 224.0.0.0 239.255.255.255

Netid와 Hostid 각 Class의 네트워크 수와 호스트 수

특별한 IP 주소 Netid hostid 주소 형태 목 적 특수 주소 모두 0 모두 0 this computer bootstrap에서 사용 모두 0 - 이 망에서의 특정 호스트 - 모두 1 directed broadcast 특정 망에서 broadcast 모두 1 모두 1 limited broadcast local 망에서 broadcast 127 any loopback testing

IP 주소지정 주소 할당 예 라우터 202.30.107.0 202.30.108.0 105.0.0.0 WAN 202.30.107.8 202.30.107.40 202.30.107.1 202.30.108.1 202.30.108.60 202.30.108.11 105.0.0.11

Class B 네트워크를 인터넷에 연결한 모습 IP 주소지정 Class B 네트워크를 인터넷에 연결한 모습 149.108.1.1 149.108.1.2 149.108.0.0 149.108.1.3 인터넷의 다른 부분

유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 인터넷상의 통신의 종류 Unicast 주소 유니캐스트(Unicast) 멀티캐스트(Multicast) 브로드캐스트(Broadcast) Unicast 주소 일-대-일(one-to-one) 통신 패킷이 한 곳의 발신지로 부터 하나의 목적지에 전송될 때, 유니캐스트 통신 모든 시스템은 통신을 하려면 최소 하나의 유니캐스트 주소를 가져야 함 Class A, B, C에 속함

유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 Multicast 주소 Broadcast 주소 일-대-다(one-to-many) 통신 패킷이 한 곳의 발신지로 부터 복수의 목적지에 전송될 때, 멀티캐스트 통신 모든 시스템은 하나 이사의 멀티캐스트 주소를 가질 수 있음 멀티캐스트 주소는 Class D Class D 주소는 발신지 주소가 아닌 목적지 주소로만 사용 될 수 있음 Broadcast 주소 일-대-모두(one-to-all) 통신 패킷이 한 곳의 발신지로 부터 지역 네트워크의 모든 목적지에 전송될 때, 브로드캐스트 통신 인터넷은 지역네트워크에서만 브로드캐스팅 허용 제한된 브로드캐스트 주소 : 모두 1 직접 브로드캐스트 주소 : Netid – 지정된 번호 Hostid – 모두1

사설 네트워크용 주소 사설 네트워크 Class 범 위 네트워크 A 10.0.0.0 – 10.255.255.255 1 B 172.16.0.0 – 172.31.255.255 16 C 192.168.0.0 – 192.168.255.255 255

Subnetting의 정의와 그 장점 Subnetting 같은 네크워크 번호를 사용하여 네트워크를 더 작은 네트워크들로 나눌 수 있는 체계 관리의 단순화 내부 네트워크의 구조화 보안향상

Subnet을 사용하여 Class B 네트워크를 인터넷에 연결한 모습 149.108.0.0 149.108.1.2 149.108.1.3 149.108.2.3 149.108.2.2 149.108.2.1 149.108.1.1 인터넷의 다른 부분 네트워크 2 네트워크 1

3단계 계층 구조 서브넷과 서브넷 번호 IP 주소 hostid netid 서브넷 번호 호스트 번호 서브넷

16 8 8 Networkid Subnetid Hostid Class B 주소 서브넷 주소 서브넷 주소 방식 host ID 부분을 subnet ID와 host ID로 구분 subnet ID의 길이는 임의로 정할 수 있다. 16 8 8 Networkid Subnetid Hostid Class B 주소

서브넷 마스크의 1인 비트들 – NetID와 서브넷 번호 마스킹 Subnet Mask 표현 hostid netid 서브넷 번호 호스트 번호 IP 주소 서브넷 마스크의 1인 비트들 – NetID와 서브넷 번호 서브넷 마스크의 0인 비트들 – 호스트 번호 11111111 11111111 11111111 00000000 서브넷 마스크 Subnet Mask- Class 단위로 결정되어 있는 주소 bit를 얼마만큼의 Subnet이라는 단위로 다시 나누는지를 결정하는 것

0xffffff00 = 255.255.255.0 16 8 Subnet ID Host ID Network ID 서브넷 서브넷 주소 방식 얼마나 많은 비트가 subnet ID로 할당되었는지를 정의 network ID와 subnet ID 부분은 1로 host ID 부분은 0으로 표시한다. Network ID Subnet ID Host ID 16 8 11111111 11111111 11111111 00000000 10 6 11111111 11111111 11111111 11 000000 0xffffff00 = 255.255.255.0 0xffffffc0 = 255.255.255.192

서브넷 Subnet Mask Review 다음의 문제를 풀어 봅시다. IP 주소와 Subnet Mask 값이 다음과 같이 주어져 있다 IP 주소 = 128.12.34.71 Subnet Mask = 255.255.255.0 다음 값은 어떻게 되는 가? Subnet Number = ? Host Number = ? Directed Broadcast = ?

Subnet 크기(비트 수) 비트패턴 십진값 서브넷 마스크 Subnet Mask 와 십진값 Subnet 크기(비트 수) 비트패턴 십진값 1 10000000 128 2 11000000 192 3 11100000 224 4 11110000 240 5 11111000 248 6 11111100 252 7 11111110 254 8 11111111 255

Class C 199.5.6.0에 대한 Subnetting의 예 No of No of Subnets Hosts/net Subnetmask 2 126 255.255.255.128 (11111111.11111111.11111111.10000000) 4 62 255.255.255.192 (11111111.11111111.11111111.11000000) 8 30 255.255.255.224 (11111111.11111111.11111111.11100000) 16 14 255.255.255.240 (11111111.11111111.11111111.11110000) 32 6 255.255.255.248 (11111111.11111111.11111111.11111000) 64 2 255.255.255.252 (11111111.11111111.11111111.11111100)

서브넷팅의 예제 Class A 65.0.0.0/10에 대한 네트워크 주소 지정 n 65.n.0.0 65.n.0.1 65.nnext-1.255.254 65.nnext-1.255.255 0 n/a n/a n/a n/a 64 65.64.0.0 65.64.0.1 65.127.255.254 65.127.255.255 128 65.128.0.0 65.128.0.1 65.191.255.254 65.191.255.255 192 n/a n/a n/a n/a 증가치 Network 시작 주소 Gateway 끝주소 Address Address (Broadcast Address)

서브넷팅의 예제 Class B 190.58.0.0/19에 대한 네트워크 주소 지정 n 190.58.n.0 190.58.n.1 190.58.nnext-1.254 190.58.nnext-1.255 0 n/a n/a n/a n/a 190.58.32.0 190.58.32.1 190.58.63.254 190.58.63.255 64 190.58.64.0 190.58.64.1 190.58.95.254 190.58.95.255 96 190.58.96.0 190.58.96.1 190.58.127.254 190.58.127.255 128 190.58.128.0 190.58.128.1 190.58.159.254 190.58.159.255 160 190.58.160.0 190.58.160.1 190.58.191.254 190.58.191.255 192 190.58.192.0 190.58.192.1 190.58.223.254 190.58.223.255 224 n/a n/a n/a n/a 증가치 Network 시작 주소 Gateway 끝주소 Address Address (Broadcast Address)

서브넷팅의 예제 Class C 199.5.6.0/28에 대한 네트워크 주소 지정 n 199.5.6.n 199.5.6.n+1 199.5.6.nnext-2 199.5.6.nnext-1 0 n/a n/a n/a n/a 16 199.5.6.16 199.5.6.17 199.5.6.30 199.5.6.31 32 199.5.6.32 199.5.6.33 199.5.6.46 199.5.6.47 48 199.5.6.48 199.5.6.49 199.5.6.62 199.5.6.63 64 199.5.6.64 199.5.6.65 199.5.6.78 199.5.6.79 80 199.5.6.80 199.5.6.81 199.5.6.94 199.5.6.95 224 199.5.6.224 199.5.6.225 199.5.6.238 199.5.6.239 240 n/a n/a n/a n/a 증가치 Network 시작 주소 Gateway 끝주소 Address Address (Broadcast Address)

# of Bits 1 2 3 4 5 6 7 8 Incrementig Value 128 64 32 16 8 4 2 1 서브넷 서브넷 숏컷 테이블 # of Bits 1 2 3 4 5 6 7 8 Incrementig Value 128 64 32 16 8 4 2 1 Subnet Mask 128 192 224 240 248 252 254 255 # of Networks 0 2 6 14 30 62 126 254

Mask Mask 마스킹 서브넷 마스크 141.14.2.21 141.14.0.0 IP Address Network Address Mask 255.255.0.0 a. Without Subnetting 141.14.2.21 Mask 255.255.255.0 141.14.2.0 IP Address Network Address a. With Subnetting

마스킹 비트간 AND 연산자 적용(Without Subnetting) 10001101 00001110 00000010 00010101 10001101 00001110 00000000 00000000 11111111 11111111 00000000 00000000 10001101 00001110 00000011 00010101 141.14.2.21 IP ddress Mask AND 연산값 141.14.3.21

마스킹 비트간 AND 연산자 적용(With Subnetting) 10001101 00001110 00000010 00010101 10001101 00001110 00000010 00000000 11111111 11111111 11111111 00000000 10001101 00001110 00000011 00010101 10001101 00001110 00000011 00000000 141.14.2.21 IP ddress Mask AND 연산값 141.14.3.21

서브넷 지점간 세 부분으로 분리된 Subnet들 서브넷 1 서브넷 2 서브넷 3 145.45.1.1 145.45.1.2 145.45.1.3 145.45.2.1 145.45.2.2 145.45.2.3 145.45.2.254 145.45.1.254 145.45.3.1 145.45.3.2 145.45.1.0 255.255.255.0 145.45.3.0 145.45.2.0 서브넷 1 서브넷 2 서브넷 3

VLSM 가변 길이 서브넷 마스크 VLSM(Variable Length Subnet Mask) 예 : Class C의 주소를 허가받고 각각 60,60,60,30,30개의 호스트를 갖는 5개의 서브네트를 필요로 하는 사이트의 경우 62 Hosts 62 Hosts First Mask 255.255.255.192 Second Mask 255.255.255.224 62 Hosts 30 Hosts 30 Hosts

Class C – 중형 기관이상의 수요를 만족시키지 못함 Supernetting 필요성 Class A와 B의 고갈 Class C – 중형 기관이상의 수요를 만족시키지 못함 1000개의 주소가 필요한 기관은 4개의 Class C 주소를 부여받아 사용함

1 Supernet out of 4 networks Supernetting 슈퍼넷 마스크 11111111 11111111 11111111 00000000 Netid Hostid 11111111 11111111 11111111 11000000 11111111 11111111 11111100 00000000 Supernetid Subnetid Subnetting 4 Subnet out of 1 networks Supernetting 1 Supernet out of 4 networks

Supernetting 슈퍼넷팅 예제 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100000 00000001 X.Y.32.1 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100001 00000000 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100100 00001000 xxxxxxxx yyyyyyyy 00100111 00001100 X.Y.33.4 X.Y.36.8 X.Y.39.12 11111111 11111111 11111000 00000000 Supernet Mask

Routing Table without Supernet Mask Routing Table with Supernet Mask CIDR CIDR(Classless Interdomain Routing) 라우팅 테이블의 엔트리 수를 줄이기 위해서 고안 Default Mask Network Address Default Mask Network Address Nex hop Address Nex hop Address 255.255.255.0 X.Y.32.0 ….. 255.255.255.0 X.Y.33.0 ….. 255.255.255.0 X.Y.34.0 ….. 255.255.255.0 X.Y.35.0 ….. 255.255.252.0 X.Y.32.0 ….. Routing Table without Supernet Mask Routing Table with Supernet Mask