IPv4 주소 체계
1. 네트워크 계층별 주소의 역할
- L4(포트): 어떤 서비스를 이용할지 구분 (예: 웹, FTP, 카톡)
- L3(IP 주소): 네트워크(동네)와 호스트(개인)를 구분하는 논리적 식별자
- L2(MAC 주소): 하드웨어 장비에 고정된 물리적 주소로 같은 로컬 네트워크 내에서 통신할 때 사용
2. IPv4 주소의 구조
- 32비트(4바이트)로 구성되며 이진수 32개로 단말을 식별한다. 사용할 수 있는 최대 주소 개수는 2^32개 이다.
- 글로벌하고 계층적인 구조를 가져 전화번호 체계와 유사한 특징을 가진다. (예: 82-043-123-4567)
3. Classful Addressing
- 네트워크 규모에 따라 A, B, C, D(멀티캐스트), E(reserved) 클래스로 구분하며 첫 번째 옥텟(바이트)의 값으로 클래스를 식별한다.
- A 클래스: 1~126 (대규모 네트워크) special address 제외 (0, 127) -> 2^7 - 2개의 네트워크와 2^24 - 2개의 호스트
- B 클래스: 128~191 (중규모 네트워크) -> 2^14개(10000000~10111111)의 네트워크와 2^16 - 2개의 호스트
- C 클래스: 192~223 (소규모 네트워크) -> 2^21개(11000000~11011111)의 네트워크와 2^8 - 2개의 호스트
- A, B, C 모두 유니캐스트
- Network ID: Host가 속한 네트워크(동네) 식별
- Host ID: Host(사용자) 식별
- Major Network: 클래스풀 어드레스에서 네트워크 부분
4. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소
- 네트워크 주소: 네트워크 부분이 아닌 호스트 부분이 모두 0인 경우 (네트워크 전체를 나타내는 주소)
- 브로드캐스트 주소: 네트워크 부분이 아닌 호스트 부분이 모두 1인 경우 (네트워크 안에 있는 모든 곳에 뿌릴 때 사용되므로 할당이 안됨.)
- 두 주소는 각 네트워크에는 할당할 수 없는 주소이다.
- 즉 호스트에게 할당 가능한 개수는 2^n - 2 이다. (n: 호스트 비트 수)
5. 서브넷 마스크
- 서브넷 마스크: 장비가 네트워크와 호스트 영역을 구분하기 위해 사용하며 네트워크 부분을 1로 채워 표현한다.
- CIDR(/기호): 서브넷 마스크를 일일이 적는 대신 비트 수(네트워크 부분의 1의 개수)로 간단히 표기하는 방식이다.
(예: 10.1.1.1/8)
서브넷팅
1. 서브넷팅의 필요성
- Classful addressing 문제점: 클래스 기반(A, B, C 클래스) IP 할당 방식은 네트워크 당 호스트 수가 고정되어 있어 IP 주소 낭비와 브로드캐스트 도메인 비효율성 문제가 있다.
- 서브넷팅: 큰 네트워크를 작은 단위로 분할하여 IP 자원을 효율적으로 관리하고 네트워크 성능을 개선하는 기법이다.
2. 서브넷팅의 핵심 원리
- 호스트 ID의 일부분을 네트워크 ID로 전환하여 사용한다.
- 디자인 시 필요한 서브넷 개수와 각 서브넷에 필요한 호스트 개수를 고려하여 서브넷 마스크(Subnet Mask)와 CIDR 프리픽스를 결정한다.
3. 계산 방법 및 예제
8분30초
- 매직 넘버(Magic Number) 개념: 256에서 서브넷 마스크의 값을 빼서 네트워크가 증가하는 블록 단위(간격)를 빠르게 계산한다. 아래 예시를 보면 256에서 서브넷 마스크(240)을 뺀 값인 16만큼 증가한다.
- 포인트 투 포인트 링크: 30비트 프리픽스 사용할 때 사용된다.
4. 직관적인 방법
- 서브넷팅 직관적 원리: 8비트(256개)로 구성된 하나의 네트워크를 서브넷팅한다는 것은 큰 방을 여러 개의 작은 방으로 나누는 과정이다.
- 예시(C클래스 일때)
- 25비트 (/25): C클래스는 네트워크가 24비트 이므로 25비트이면 1비트가 추가된 것이다. 즉 하나의 큰 네트워크를 2(2^1)개로 분할하여 각각 128개씩 할당한다. 시작 번호인 0과 128을 기준으로 범위를 나눈다.
- 26비트 (/26): 네트워크를 4개(2^2)로 분할하여 각각 64개씩 할당한다. 64 단위로 증가하며 범위를 구분한다.
- 27비트 (/27): 네트워크를 8(2^3)개로 분할하여 각각 32개씩 할당한다.
이러한 직관적인 이해 방식은 나중에 VLSM을 학습할 때 매우 큰 도움이 되므로 단순 암기보단 네트워크가 어떻게 분할되는지 구조를 파악하는 것이 중요하다.
실습
192.168.10.0/24 에서 2개의 서브넷을 분할한다.
2개의 서브넷을 분할하기 때문에 0~127과 128~255를 갖는 두 개의 네트워크로 나뉘게 된다. 여기서 0과 128은 네트워크 주소이므로 아래와 같이 192.168.10.0/25와 192.168.10.128/25로 두 개의 네트워크 주소 할당했고, 각각 네트워크와 브로드캐스트 주소를 제외한 1~126과 129~254의 호스트를 할당받을 수 있다.
아래와 같이 라우터, 스위치, PC를 구성하여 두 개의 네트워크를 나누었다. 라우터도 ip 주소를 할당해야하므로 가장 첫 번째 주소를 할당하면 된다. 즉 Gig0/0은192.168.10.1을 Gig0/1은 192.168.10.129를 할당해주었다. PC의 경우는 네트워크 별로 2개만 넣었는데 PC0은 192.168.10.2, PC1은 192.168.10.3을 할당했고 다른 네트워크에 있는 PC2와 PC3은 각각 192.168.10.130, 192.168.10.131을 할당했다.
먼저 호스트의 ip를 할당하기 위해 PC의 Desktop -> IP Configuration에 들어가서 아래와 같이 설정해주면 된다. 아래는 PC0의 예시이고 PC1,2,3 모두 각각의 ip주소를 아래와 같이 할당해주면 된다.
여기서 Subnet Mask는 CIDR이 25비트 이므로 255.255.255.128이고, Defalt Gateway는 라우터의 IP 주소이다.
다음은 라우터의 IP 주소를 할당하는 과정이다. 네트워크별로 interface에 들어가서 아래와 같이 해주면 된다.
만약 첫 번째 네트워크에서 두 번째 네트워크에 있는 ip 주소를 할당하려 하면 아래와 같이 ip 충돌 오류가 발생한다.
다음은 show ip route명령어로 라우팅 테이블을 확인하는 과정이다. C(conneted)는 연결된 네트워크 주소를 알려주고 L(local)은 라우터의 ip 주소를 알려준다.
PC0에서 Desktop -> Command Prompt에 들어가서 네트워크에 잘 연결되었는지, 통신이 잘되는지 확인하기 위해 아래와 같이 ping을 날려보자. 통신이 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
'CCNA' 카테고리의 다른 글
| [CCNA 정리] VLAN(Virtual LAN) 1 (0) | 2026.05.22 |
|---|---|
| [CCNA 정리]IP와 ICMP (0) | 2026.05.20 |
| [CCNA 정리] CLI 보안명령 (0) | 2026.05.16 |
| [CCNA 정리] 인터페이스 IP (0) | 2026.05.16 |
| [CCNA 정리] CLI 명령어 3 (0) | 2026.05.15 |