17.2.16 4일차(IP주소 특징, 서브넷팅, vlsm)

4. ip주소 특징(계속)

@ IP 주소 사용 주의 사항

 1. 중복 X
 2. 미할당 IP 주소는 다른 네트워크에 할당하면 안된다. (이유 : 네트워크 이름 중복)

 

@ 공인 IP 주소 & 사설 IP 주소

 

 1) 공인 IP 주소 (Public IP 주소)

- 인터넷이 가능한 ip 주소
 - ISP 업체에서 할당한 인터넷이 가능한 주소(ISP 업체로부터 임대 실시)
 - 공인 IP 네트워크 정보는 ISP 업체 라우터 장비에 등록 O

 

 2) 사설 IP 주소 (Private IP 주소)

 - ISP 업체 임대와 관계 없이 내부용으로 사용하는 주소(내부에서만 사용하는 주소), isp 업체에 할당받을 필요없다.
 - 사설 IP 네트워크 정보는 ISP 업체 라우터 장비에 등록 X

 A Class 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255   10.x,x,x
 B Class 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255  172.16.x.x ~172.31.x.x
 C Class 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255  192.168.x.x

 

@ 설정이 불가능한 IP 주소
 - 0.x.x.x :  0.0.0.0 ~ 0.255.255.255
 - 127.x.x.x : 127.0.0.0 ~ 127.255.255.255 (Localhost 예약 주소) 루프백주소
 - 네트워크 이름, 서브넷 브로드케스트 주소(Directed Broadcast 주소)

 - D 클래스 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
 - E 클래스 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

 

@ 네트워크 이름 & 서브넷 브로드 케스트 주소

- 네트워크 이름 : IP 주소가 할당된 네트워크를 대표하는 이름

 

 - 네트워크 아이디의 호스트 부분이 전체 '0'인 주소

 - 즉, 첫번째 IP 주소

이 주소는 네트워크를 표기 또는 라우팅 경로로 사용하기 위한 예약된 값이기 때문에 인터페이스에 설정이 불가능하다.

예를 들어 192.168.1.1/24라는 주소의 네트워크 아이디는 192.168.1이며 뒤에 8bit는 호스트 아이디이다. 이 때 호스트 아이디 전체가 0인 주소 즉 192.168.1.0을 네트워크 이름이라고 한다.

 

-. 서브넷 브로드케스트 주소

 

 - 네트워크 아이디의 호스트 부분이 전체 '1'인 주소, 이 주소는 네트워크에서 브로드케스트를 실시할 때 예약된 값이기 때문에 인터페이스에 설정이 불가능하다.

사용하지 못하는 네트워크 아이디와 서브넷 브로드케스트 주소 2개를 뺀 나머지가 사용 가능한 IP 주소의 갯수가 된다.

예를 들어 192.168.1.1/24의 IP 주소는 총 256개이다. (192.168.1.0 ~ 192.168.1.255) 하지만 이 중 네트워크 아이디(192.168.1.0)와 서브넷 브로드케스트 주소(192.168.1.255)를 제외한 나머지 254개(192.168.1.1 ~ 192.168.1.254)의 IP가 할당 가능한 IP 주소의 갯수가 된다.

아래의 예를 보자

-192.168.1.0/24

 .주소 범위 : 192.168.1.0 ~ 192.168.1.255

 .Network-ID : 192.168.1.00000000 = 192.168.1.0

 .Broadcast 주소 : 192.168.1.11111111 = 192.168.1.255

 .사용 가능 주소 : 192.168.1.1 ~ 192.168.1.254

 

 - 즉, 마지막번째 IP 주소

 

Ex) 121.160.1.100 255.255.255.0

 

121.160.1.0        네트워크 이름

121.160.1.255     서브넷 브로드케스트 주소

 

Ex) 121.160.1.100 255.255.0.0

 

121.160.0.0        네트워크 이름

121.160.255.255   서브넷 브로드케스트 주소

 

- 설정 불가능@ Prefix 마스크

서브넷 마스크  Prefix마스크          설정 가능

한 ip주소
255.255.255.255   /32                        2^0개
255.255.255.0      /24                        2^8-2개

 

예제 )

255.255.255.252  /24+6(1의갯수)      2^2-2개        -> 0의 갯수^2 -2개         
255.255.255.240  /24+4                   2^4-2개
255.255.255.224  /24+3                    2^5-2개
255.255.11111000.00000000     /16 +5       2^11-2개
255.255.255.128  /24 +1                   2^7-2개

 

@ 서브넷 마스크  프리픽스(Prefix) 마스크 설정 가능한 IP 주소 개수
      (2^host-id - 2개)
255.255.255.255   /32
255.255.255.0      /24   2^8 - 2개
255.255.0.0         /16   2^16 - 2개
255.0.0.0             /8   2^24 - 2개
0.0.0.0                /0

255.255.255.252  /30   2^2 - 2개 = 2개   
255.255.255.248  /29   2^3 - 2개 = 6개
255.255.255.224  /27   2^5 - 2개 = 30개
255.255.255.192  /26   2^6 - 2개 = 62개
255.255.254.0  /23   2^9 - 2개 = 510개
255.255.240.0  /20   2^12 - 2개 = 4094개

 

05. 서브넷팅 & VLSM

 

@ 서브넷팅

 - 서브넷팅 목적 : IP 주소 낭비 방지, 한정된 네트워크 주소를 효율적으로 관리하기 위함.

예를 들어 203.239.7.0/24의 네트워크가 있다고 가정 했을때, 다른 PC들에게 연결을 하려면 또 다른 ip(네트워크 주소)가 필요한데 ISP(Internet Service provider)에서 임대료를 추가로 받기때문에..... 비용이 만만치 않다. 그래서 하나의 네트워크로 ip를 분리하기 위해 서브넷팅이 필료하다.
 - 서브넷팅 방법 : 원본 네트워크를 여러개의 네트워크로 분리하는 계산 작업

Ex1) 서브넷팅 예제

 

- 원본 네트워크 : 198.133.219.0/24 <- 2^8 - 2 = 254개

 - 서브넷 개수 : 5개 이상

 - 최대 필요한 IP 주소 개수 : 29개(HOST 최대치를 선택)

2^x - 2 >= 29

 x = 5

2^5 - 2 = 30개

 

198. 133.219. 0

C클래스이므로 255.255.255.0

                                                                                       

 

 

------------------------------------------------------------------------------------ 2^7     2^6     2^5     2^4     2^3     2^2     2^1     2^0 128      64      32      16        8        4        2        1 ------------------------------------------------------------------------------------

 

Ex1) 서브넷팅

 - 원본 네트워크 : 198.133.219.0/24 <- 2^8 - 2 = 254개
 - 서브넷 개수 : 5개 이상
 - 최대 필요한 IP 주소 개수 : 29개

 

2^x - 2 >= 29

 x = 5

2^5 - 2 = 30개
------------------------------------------------------------------------------------
2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0
128 64 32 16 8 4 2 1

------------------------------------------------------------------------------------

-네트워크 이름?198.133.219.0
-서브넷 브로드케스트 주소?198.133.219.255

 

198.133.219.000 00000
255.255.255.111 00000  <-  255.255.255.224 <- /27

--------------------------- [네트워크 이름]     [서브넷 브로드케스트 주소]
198.133.219.000 00000 ~ 000 11111 <- 198.133.219.0 ~ 192.133.219.31
198.133.219.001 00000 ~ 001 11111 <- 198.133.219.32 ~ 192.133.219.63
198.133.219.010 00000 ~ 010 11111<- 198.133.219.64 ~ 192.133.219.95
198.133.219.011 00000 ~ 011 11111<- 198.133.219.96 ~ 198.133.219.127
198.133.219.100 00000 ~ 100 11111<- 198.133.219.128 ~ 198.133.219.159
198.133.219.101 00000 ~ 101 11111<- 198.133.219.160 ~ 198.133.219.191
198.133.219,110 00000 ~ 110 11111<- 198.133.219.192 ~ 198.133.219.223
198.133.219.111 00000 ~ 111 11111<- 198.133.219.224 ~ 198.133.219.255

 

[설정 가능한 IP 주소 범위]-> 네트워크 이름과  서브넷 브로드 캐스드 주소를 제외한 주소

198.133.219.1 ~ 198.133.219.30 <- 30개 <-----  198.133.219.0/27

198.133.219.33 ~ 198.133.219.62 <- 30개 <-----  198.133.219.32/27

198.133.219.65 ~ 198.133.219.94 <- 30개 <-----  198.133.219.64/27

198.133.219.97 ~ 198.133.219.126 <- 30개 <-----  198.133.219.96/27

198.133.219.129 ~ 198.133.219.158 <- 30개 <-----  198.133.219.128/27

198.133.219.161 ~ 198.133.219.190 <- 30개 <-----  198.133.219.160/27

198.133.219.193 ~ 198.133.219.222 <- 30개 <-----  198.133.219.192/27

198.133.219.225 ~ 198.133.219.254 <- 30개 <-----  198.133.219.254/27

 

Host 29 198.133.219.0 ~ 192.133.219.31 할당 ,ip갯수 : 2^5-2개 30개,,,, 남는 ip:30-29=1개

host 25  198.133.219.32 ~ 192.133.219.63 할당,ip갯수 : 2^5-2개 30개,,,, 남는 ip:30-25=5개

host 12  198.133.219.64 ~ 192.133.219.95 할당,ip갯수 : 2^5-2개 30개,,,,, 남는 ip: 30-12=18개

그러나 host12는 남는 ip가 18개이다. ........많은 아이피가 낭비된다. 18개를 더쪼갤수 없을까? 가능하다....그것을 VLSM이라고 합니다..

255.255.255.0(+256)=/24

255.255.255.128(+128=2^7)=/25

255.255.255.192(+64=2^6)=/26

255.255.255.224(+32=2^5)=/27

255.255.255.240(+16=2^4)=/28

255.255.255.248(+8=2^3)=/29

255.255.255.252(+4=2^2)=/30

255.255.255.254(+2=2^1)=/31

255.255.255.255(+1=2^0)=/32

 

Ex2) 141.160.7.148/27

 

 - 네트워크 이름? 32*x=148?, 141.160.7.128

32 * 4 =128(128~159)
32 * 5 =160

 - 서브넷 브로드케스트 주소? 141.160.7.159

 

255.255.255.11100000

---------------------------- 32씩 증가

 

32 x 4 = 128 ~ 159(129~158)

32 x 5 = 160

Ex3) 181.160.85.225/28

 

 - 네트워크 이름? 16*x=225?181.160.85.225

 - 서브넷 브로드케스트 주소? 181.160.85.239

 

255.255.255.11110000

---------------------------- 16씩 증가

 

16 x 14 = 225(225~239)

16 x 15 = 240

 

 

3.VLSM

서브넷팅한 IP주소를 여러번더 서브넷팅한후 낭비가 최소한 될때까지 서브넷팅을 합니다

VLSM은 서브넷팅을 실시한 이후에도 IP 주소가 낭비되는 것을 방지하기 위해서 서브넷 마스크의 길이를 더 확장하여 늘리는 기능을 말한다.

 

  - VLSM 목적 : 서브넷팅된 서브넷을 할당할 경우, 발생되는 IP 낭비 방지

  - VLSM 방법 : 서브넷팅된 서브넷을 또 다시 서브넷팅하는 계산 작업

  -원래 서브네팅을 하면 각 구간마다 호스트에게 ip를 부여하게 되는데 그중에서 자기가 원하는 ip,대역을 선택해서 그 중에서 자기가 원하는 ip대역을 선택하여 더 쪼개고 싶을때 vlsm을 사용한다.

 

 

 

61.0.0.0/8 VLSM Example
- 원본 네트워크 : 61.0.0.0/8 <- 2^24-2개
- 서브넷 개수 : 32개
- 최대 필요한 ip주소 개수 4000개

 

2^7	2^6	2^5	2^4	2^3	2^2	2^1	2^0
128	64	32	16	8	4	2	1

 

61.0.0.0/8 VLSM Example
- 원본 네트워크 : 61.0.0.0/8 <- 2^24-2개
- 서브넷 개수 : 32개
- 최대 필요한 ip주소 개수 4000개

1. Host 4000개 구간 서브넷팅 실시(네트워크 아이디, 브로드캐스트 아이디 제외)
2^x - 2 >= 4000
x = 12
2^12 - 2 =4094 개

 2^11=2048<x<2^12=4096
 ------------------------------------------------------------------------------------
 2^10    2^9     2^8     2^7    2^6     2^5     2^4     2^3     2^2     2^1     2^0
1024    512      256     128    64      32      16        8        4        2        1
------------------------------------------------------------------------------------
61.0.0.0/8
  61.00000000.0000 0000.00000000
 255.11111111.1111 0000.00000000 <-255.255.240.0 <-/20  0의 갯수 12개를 제외하고 모두 1로 바꾸어준다.
------------------------------[네트워크 이름] [서브넷 브로드케스트 주소]
 
 61. 00000000.0000 0000.00000000 <- 61.0.0.0 ~ 61.0.15.255 <- Host 4000 F구간할당 2^12(0의 갯수 12개)
 61. 00000000.0001 0000.00000000 <-61.0.16.0 ~ 61.0.31.255 <-Host 3500 D구간할당 2^120의 갯수 12개)
 61. 00000000.0010 0000.00000000 <-61.0.32.0 ~ 61.0.47.255 <-Host 2500 C구간할당 2^120의 갯수 12개)
 61. 00000000.0011 0000.00000000 <-61.0.48.0 ~ 61.0.63.255 <-VLSM(host 1000 J,K,B)  host 1000은 2^12에서는 너무 많고, 2^9 <x<2^10 사이에 있으므로, 2^10을 사용한다.(0의 갯수 10개)
 61. 00000000.0100 0000.00000000 <-61.0.64.0 ~ 61.0.79.255
 61. 00000000.0101 0000.00000000 <-61.0.80.0 ~ 61.0.95.255
 61. 00000000.0111 0000.00000000 <-61.0.96.0 ~ 61.0.111.255

 61. 00000000.1000 0000.00000000 <-61.0.112.0 ~ 61.0.127.255

 ~
 61. 00000000.1111 1111.00000000 <-61.0.254.0 ~ 61.0.255.255

 

2. Host 1000 구간 vlsm 실시
 61. 00000000.0011 0000.00000000 <-61.0.48.0 ~ 61.0.63.255 <-VLSM실시
- 원본 네트워크 : 61.0.48.0/20 <- 2^12-2=4094개

2^x - 2 >= 1000 
x = 10
2^10 - 2 = 1022개(네트워크 아이디, 브로드캐스트 아이디 제외)

------------------------------------------------------------------------------------
2^7     2^6     2^5     2^4     2^3     2^2     2^1     2^0
128      64      32      16        8        4        2        1
------------------------------------------------------------------------------------
 61. 00000000.001100 00.00000000
255. 11111111.111111 00.00000000 <- 255.255.252.0 <- /22
----------------------------------[네트워크 이름] [서브넷 브로드케스트 주소]
              원본네트워크는 그대로 내려옴.
 61. 00000000.0011 00 00.00000000 <- 61.0.48.0 ~ 61.0.51.255<---- Host J 1000구간 할당
 61. 00000000.0011 01 00.00000000 <- 61.0.52.0 ~ 61.0.55.255<---- Host K 1000구간 할당
 61. 00000000.0011 10 00.00000000 <- 61.0.56.0 ~ 61.0.59.255<---- Host B 1000구간 할당
 61. 00000000.0011 11 00.00000000 <- 61.0.60.0 ~ 61.0.51.255<---- Vlsm Host 500(A,L)실시  host 500개는 2^8<x<2^9사이에 있다.

2^10을 사용하기에는 너무많고 2^9승을 사용하면 되겠다.(0의 갯수 9개) 

3.Host 500 구간 vlsm 실시

 61. 00000000.0011 11 00.00000000 <- 61.0.60.0 ~ 61.0.51.255<---- Vlsm Host 500실시
 원본 네트워크 : 60.0.60.0/22 -> 2^10 -2 :1022개
 2^x - 2 >=500, 2^x>=502
 x = 9
  2^9-2 =510개
------------------------------------------------------------------------------------
2^7     2^6     2^5     2^4     2^3     2^2     2^1     2^0
128      64      32      16        8        4        2        1
------------------------------------------------------------------------------------
 61. 00000000.0011 110 0.00000000
255. 11111111.1111 111 0.00000000 <--255.255.254.0 <-/23
------------------------------------
 61. 00000000.0011 110 0.00000000 <- 61.0.60.0 ~ 61.0.61.255 <--- host 500 A 구간 할당
 61. 00000000.0011 111 0.00000000 <- 61.0.62.0 ~ 61.0.63.255 <--- host 500 L 구간 할당
 61. 00000000.0100 000 0.00000000 <- 61.0.64.0 ~ 61.0.65.255 <--- vlsm( host 200 h,i)실시
 
4. host 200 구간 vlsm실시

 61. 00000000.0100 000 0.00000000 <- 61.0.64.0 ~ 61.0.65.255 <--- vlsm( host 200 h,i)실시
 원본 네트워크 : 61.0.64.0/23 -> 2^9-2 =510개

2^x -2 >=200, 2^x>=202, x=8

2^8-2 = 256-2= 254개
 
----------------------------------------------------------------------------

 61. 00000000.0100 0000.00000000
255. 11111111.1111 1111.00000000  <--- 255.255.255.0 <-- /24
-------------------------------------
 61. 00000000.0100 0000.00000000  <--- 61,0.64.0 ~ 61.0.64.255<-- host 200, H 구간 할당
 61. 00000000.0100 0001.00000000  <--- 61.0.65.0 ~ 61.0.65.255<-- host 200, I 구간 할당
 61. 00000000.0100 0010.00000000  <--- 61.0.66.0 ~ 61.0.66.255<-- vlsm (host 25 E,G) 실시
 61. 00000000.0100 0011.00000000  <--- 61.0.67.0
 
5. host 25 구간 vlsm 실시

 61. 00000000.0100 0010.00000000  <--- 61.0.66.0 ~ 61.0.66.255<-- vlsm (host 25 E,G) 실시
 원본 네트워크 61.0.66.0/24 --> 2^8-2 = 254개

2^x-2 >=25 , 2^x>=27
x= 5
2^5-2 = 30
----------------------------------------------------------------------------------
 61. 00000000.0100 0010.000 00000
255. 11111111.1111 1111.111 00000 <--- 255.255.255.224 <---/27
--------------------------------------
61 . 00000000.0100 0010.000 00000 <---61.0.66.0  ~ 61.0.66.31 <-- host 25 E 구간 할당
61 . 00000000.0100 0010.001 00000     61.0.66.32 ~ 61.0.66.63 <-- host 25 G 구간 할당
61 . 00000000.0100 0010.010 00000     61.0.66.64 ~ 61.0.66.95 <-- vlsm 실시(WAN)
61 . 00000000.0100 0010.011 00000     61.0.66.96 ~ 61.0.66.97

 

6. WAN 구간 vlsm 실시
61 . 00000000.0100 0010.010 00000     61.0.66.64 ~ 61.0.66.95 <-- vlsm 실시
원본 네트워크 61.0.66.64/27 --> 2^5-2개= 30개

2^x-2>=8, 2^x>=10
x=4
2^4-2=14

----------------------------------------------------------------------------------
 61 .00000000.0100 0010.0100 0000
255 .11111111.1111 1111.1111 0000
-----------------------------------------------------------------------------------
 61. 00000000.0100 0010.0100 0000 <--- 61.0.66.64 ~ 79
 61. 00000000.0100 0010.0101 0000 <--- 61.0.66.80 ~ 95
 61. 00000000.0100 0010.0110 0000 <--- 61.0.66.96 ~ 111
 61. 00000000.0100 0010.0111 0000 <--- 61.0.66.112 ~ 127
 61. 00000000.0100 0010.1000 0000 <--- 61.0.66.128 ~ 143
 61. 00000000.0100 0010.1001 0000 <--- 61.0.66.144 ~ 159
 61. 00000000.0100 0010.1010 0000 <--- 61.0.66.160 ~ 175
 61. 00000000.0100 0010.1011 0000 <--- 61.0.66.176 ~ 191
 61. 00000000.0100 0010.1100 0000 <--- 61.0.66.192 ~ 207
  

6. WAN 구간(2개)

 

 

 

061.00000000.0100001 0.010 00000

원본 네트워크: 061.0.66.64/27

 

 

 

x=2

 

 

 

061.00000000.01000010.010 000 00

255.11111111.11111111.111 111 00/30

------------------------------------네트워크 ID      /    서브넷 브로드캐스트 주소

061.00000000.01000010.010 000 00 < - 061.0.66.64 ~ 061.0.66.67 < - N

061.00000000.01000010.010 001 00 < - 061.0.66.68 ~ 061.0.66.71 < - Q

061.00000000.01000010.010 010 00 < - 061.0.66.72 ~ 061.0.66.75 < - O

061.00000000.01000010.010 011 00 < - 061.0.66.76 ~ 061.0.66.79 < - R

061.00000000.01000010.010 100 00 < - 061.0.66.80 ~ 061.0.66.83

061.00000000.01000010.010 101 00 < - 061.0.66.84 ~ 061.0.66.87

061.00000000.01000010.010 110 00 < - 061.0.66.88 ~ 061.0.66.91

061.00000000.01000010.010 111 00 < - 061.0.66.92 ~ 061.0.66.95