[Network] Subnet Mask 와 CIDR

- Subnet Mask

IP 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분으로 분리하는 데 사용되는 값입니다. 서브넷 마스크는 IP 주소의 이진 비트 패턴으로 표현되며, IP 주소와 비트 단위로 AND 연산을 수행하여 네트워크 주소를 결정합니다.

IPv4 주소는 32비트로 구성되며, 서브넷 마스크는 이 32비트 중 네트워크 부분과 호스트 부분을 나누는 역할을 합니다. 서브넷 마스크는 주로 "x.x.x.x" 형식으로 표기되며, 네트워크 부분은 "1"로 호스트 부분은 "0"으로 표시됩니다. 네트워크 부분의 길이는 서브넷 마스크에서 "1"의 개수로 표현됩니다.

서브넷 마스크를 적용하면 IP 주소를 네트워크 ID와 호스트 ID로 분리할 수 있습니다. 네트워크 ID는 해당 네트워크를 고유하게 식별하는 값이며, 호스트 ID는 네트워크 내에서 개별 장치를 식별하는 값입니다. 서브넷 마스크를 사용하면 네트워크를 서브넷으로 나누어 관리할 수 있으며, 보안, 라우팅, 주소 할당 등에 유연성을 제공합니다.

예를 들어, IP 주소가 192.168.1.100이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 경우, 이는 192.168.1.x 네트워크의 호스트 100을 나타냅니다. 서브넷 마스크를 적용하여 네트워크와 호스트 부분을 분리할 수 있으므로, 해당 네트워크 내에서 호스트들을 구분하고 효율적인 네트워크 관리를 할 수 있습니다.

(+) 호스트 ID가 0이면 Subnet Mask와 같으므로 호스트 ID가 0인 것은 사용할 수 없다.

- 주소 클래스

A 클래스, B 클래스, C 클래스로 나눌 수 있습니다. 이러한 클래스들은 IP 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나누는 방식을 정의하고, 주소 공간을 계층적으로 구성합니다.

1. A 클래스:
   • A 클래스는 0.0.0.0부터 127.255.255.255까지의 범위를 가집니다. 사용 가능한 IP 주소의 범위는 1.0.0.1 ~ 127.255.255.254.
   • 첫 번째 옥텟(Octet)이 네트워크 식별자로 사용되고, 나머지 세 개의 옥텟이 호스트 식별자로 사용됩니다.(첫 번째 옥텟의 값이 0에서 127 사이)(1바이트의 네트워크 주소와 3바이트의 호스트 주소로 구성. IP 주소가 바이너리로 표현된다면 네트워크 주소의 최상위 비트는 '0'이어야 합니다.)
   • 첫 번째 옥텟의 범위로 인해 A 클래스는 대규모 네트워크를 지원할 수 있습니다.
   • 클래스 A IP 주소에서 네트워크 식별자의 길이는 7비트이고 호스트 식별자의 길이는 24비트입니다. 클래스 A 네트워크 주소의 수는 적으며(2^7 - 2 = 126), 이는 1600만 대 이상의 대규모 네트워크 컴퓨터를 수용하는 데 사용할 수 있습니다(2^24 - 2 = 16777214)
   • A 클래스의 기본 서브넷 마스크는 255.0.0.0입니다. 
   • 예를 들어, 10.0.0.0은 A 클래스의 네트워크 주소로 사용될 수 있습니다.
2. B 클래스:
   • B 클래스는 128.0.0.0부터 191.255.255.255까지의 범위를 가집니다. 사용 가능한 IP 주소 범위: 128.0.0.1 ~ 191.255.255.254.
   • 첫 번째 두 옥텟이 네트워크 식별자로 사용되고, 나머지 두 개의 옥텟이 호스트 식별자로 사용됩니다.(IP 주소가 2진수로 표현되면 네트워크 주소의 최상위 비트는 '10'이어야 한다.)
   • B 클래스는 중간 규모의 네트워크를 지원합니다.
   • 클래스 B IP 주소에는 14비트 네트워크 식별자와 16비트 호스트 식별자가 있습니다. 클래스 B 네트워크 주소는 중간 규모 네트워크(2^14 = 16384)에 적합하며 각 네트워크는 60,000+ 컴퓨터(2^16 - 2 = 65534)를 수용할 수 있습니다.
   • B 클래스의 기본 서브넷 마스크는 255.255.0.0입니다. 
   • 예를 들어, 172.16.0.0은 B 클래스의 네트워크 주소로 사용될 수 있습니다.
3. C 클래스:
   • C 클래스는 192.0.0.0부터 223.255.255.255까지의 범위를 가집니다. 사용 가능한 IP 주소 범위: 192.0.0.1 ~ 223.255.255.254.
   • 첫 번째부터 세 옥텟이 네트워크 식별자로 사용되고, 마지막 한 개의 옥텟이 호스트 식별자로 사용됩니다. (IP 주소가 2진수로 표시되면 네트워크 주소의 최상위 비트는 '110'이어야 합니다.)
   • C 클래스는 소규모 네트워크를 지원합니다.
   • 클래스 C IP 주소에서 네트워크 식별자의 길이는 21비트이고 호스트 식별자의 길이는 8비트입니다. Class C 네트워크 주소의 수는 2^21 = 2097152로 많아 소규모 근거리 통신망에 적합합니다. 각 네트워크에는 최대 254대의 컴퓨터만 포함될 수 있습니다(2^8 - 2 = 254).
   • C 클래스의 기본 서브넷 마스크는 255.255.255.0입니다. 이는 첫 번째 세 옥텟을 네트워크 식별자로 사용하고 마지막 한 개의 옥텟을 호스트 식별자로 사용하는 것을 의미합니다.
   • 예를 들어, 192.168.0.0은 C 클래스의 네트워크 주소로 사용될 수 있습니다.

이러한 클래스들은 주소 할당의 효율성과 주소 공간의 분할을 위해 만들어졌으며, 현재는 CIDR과 함께 사용되어 보다 효율적인 IP 주소 관리가 가능해졌습니다.

https://ko.ipshu.com/a-b-c-d-e

IP 주소 클래스 A/B/C/D/E 및 네트워크 ID, 호스트 ID에 대한 설명

 

- CIDR

CIDR (Classless Inter-Domain Routing)은 IP 주소 체계에서 주소 할당과 라우팅을 효율적으로 관리하기 위해 개발된 방법론입니다. 기존의 IP 주소 클래스(Class) 체계의 한계와 주소 낭비를 개선하기 위해 도입되었습니다.

CIDR은 IP 주소를 "주소/프리픽스 길이" 형식으로 표현합니다. 여기서 주소는 IP 주소를 의미하고, 프리픽스 길이는 해당 IP 주소의 네트워크 부분의 길이를 나타냅니다. 프리픽스 길이는 CIDR 표기법에서는 슬래시(/) 다음에 명시됩니다. 예를 들어, 192.168.0.0/24는 192.168.0.0의 네트워크 주소이며, 네트워크 부분의 길이는 24비트입니다.

CIDR은 IP 주소를 더 작은 서브넷(Subnet)으로 분할할 수 있는 유연성을 제공합니다. 이전의 클래스 기반 주소 체계에서는 A, B, C 클래스에 고정된 주소 블록 크기가 할당되었습니다. 그러나 CIDR은 네트워크 주소의 길이를 다양하게 조절하여 더 작은 서브넷을 만들 수 있습니다. 이를 통해 IP 주소 공간의 효율성을 향상시키고 주소 낭비를 줄일 수 있습니다.

CIDR은 또한 라우팅 테이블 관리를 간소화하고 효율적인 라우팅을 가능하게 합니다. 이전의 클래스 기반 라우팅에서는 각 네트워크가 개별적인 라우팅 항목으로 표시되었습니다. 그러나 CIDR을 사용하면 여러 네트워크를 하나의 라우팅 항목으로 표현할 수 있으므로 라우팅 테이블의 크기가 줄어들고 라우팅 프로세스가 더 효율적으로 수행됩니다.

CIDR은 현재 인터넷에서 널리 사용되는 주소 체계입니다. 주소 할당과 라우팅에서 효율성을 제공하며, IP 주소 고갈 문제를 완화하기 위한 중요한 기술입니다.