[Network] CIDR, IP, Subnet Mask

개요

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볼 때마다 헷갈려서 아예 각 잡고 정리해보는 CIDR, IP, Subnet Mask 개념

확실하게 짚고 넘어가자!

 

1. CIDR(Classless Inter-Domain Routing)

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• IP/비트수로 네트워크 범위를 표현하는 방식
• x.x.x.x/ab 형식

 

2. IP

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1.1 IP 의미

• 네트워크 + 호스트를 8비트씩 점으로 구분해서 10진수로 표기하는 방법
  • Network Address: 해당 IP가 속한 네트워크 구역을 알 수 있다.
    • 192.168.1.0/24 네트워크에 있는 모든 장비는 네트워크 주소가 192.168.1.0으로 같다. (서브넷 마스크를 통해 알 수 있다.)
    • 192.168.1.1/24, 192.168.1.12/24 ,192.168.1.2/24가 목적지인 패킷은 라우터에 의해 모두 같은 네트워크로 라우팅된다.
  • Host Address: 한 네트워크 영역 안에서 특정 장비(호스트)를 구분하는 고유 주소다.
    • 192.168.1.10 → 프린터
    • 192.168.1.20 → 내 노트북
    • 192.168.1.30 → 서버
    ⇒ 이들은 전부 192.168.1.0/24라는 네트워크에 속해 있고, 마지막 옥텟(.10, .20, .30)으로만 서로를 구분한다.

2.2 공인 IP와 사설 IP

• Public IP: 인터넷에서 유일하게 식별 가능한 주소
• Private IP: 내부 네트워크 전용, 인터넷에서는 직접 안 보임. RFC1918에서 정의된 범위만 사용 가능
  • 사설 IP는 3가지 블록으로 정해져 있다.  

    클래스	범위	크기
    A	10.0.0.0 ~ 10.255.255.255	/8 (16,777,216 개 주소)
    B	172.16.0.0 ~ 172.31.255.255	/12 (1,048,576 개 주소)
    C	192.168.0.0 ~ 192.168.255.255	/16 (65,536 개 주소)

    • 클래스 A(0~127 대역): 보통 클라우드 환경이나 대기업 내부 네트워크에서 많이 사용(ex. 10.x.x.x)
      • 8비트 네트워크. 기본 서브넷 마스크가 255.0.0.0(/8)으로 호스트 영역이 매우 큼
    • 클래스 B(128~191 대역): RFC1918에서 정의된 Private IP 대역 중 하나(ex. 172.x.x.x)
      • 클라우드 서비스에서도 종종 VPC CIDR 기본값으로 쓰인다.
      • 내부망을 나누는 용도로 적합하다
    • 클래스 C(192~223 대역): 비교적 작은 네트워크 대역, 흔히 집/소규모 사무실/공유기에서 많이 사용(ex. 192.168.x.x)

 

3. Subnet Mask

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마스크는 “가린다”, “숨긴다”라는 뜻이 있다. 네트워크에서 Subnet Mask는 IP 주소에서 네트워크 부분만 드러내고, 호스트 부분은 가려내는 도구다.

3.1 Subnet Mask의 역할

• 만약 192.168.1.10같은 IP만 있고, 마스크 정보가 없다면 이 IP가 어떤 네트워크에 속해있는지 알 수 없기에, 라우터가 어떤 네트워크로 패킷을 보내야할 지 판단할 수 없다.
  • 192.168.1.10이 192.168.1.0/24에 속한 건지, 192.168.1.0/16 에 속한 건지 알 수 없다.
• 데이터센터, VPC 등에서는 큰 네트워크를 잘게 쪼개서(Subnetting) 나눠 써야 한다.
  • 10.0.0.0/8을 한 회사가 다 쓸 수 있지만,
    • 인프라팀: 10.0.1.0/24
    • 개발팀: 10.0.2.0/24
    • 보안팀: 10.0.3.0/24
  • 이렇게 네트워크를 쪼개 쓰는 기준이 바로 서브넷 마스크다.
• 브로드캐스트 패킷은 네트워크 전체에 퍼지므로, 네트워크가 크면 불필요한 트래픽이 엄청 늘어난다. 마스크를 이용해서 네트워크를 쪼개면, 브로드캐스트 범위를 작게 제한할 수 있다.

3.2 계산 예시

3.5.232.128/25

• 네트워크 영역은 25 비트, 호스트 영역은 32-25 = 7 비트이므로, 2**7 개의 호스트 사용 가능
  • 하지만 네트워크에서는 항상 다음과 같은 규칙이 있다.
    • 호스트 비트가 전부 0 → 네트워크 주소
    • 호스트 비트가 전부 1 → 브로드캐스트 주소
    ⇒ 따러서 실제로 사용 가능한 호스트 주소 수 = 2^7 -2 = 126개

3.3 Subnet Mask 해석 방법

• IP : 192.168.1.10
• Subnet Mask : /24

Subnet Mask가 24라는 건, 앞에서부터 24비트가 네트워크 부분이라는 뜻이다.

• /24: 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
• /16: 11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0
• /30: 11111111.11111111.11111111.11111100 = 255.255.255.252
  • 1로 되어있는 부분이 네트워크 주소로 묶이고, 나머지는 호스트 주소 영역이라는 뜻이다.
  • 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255
  • 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 0 + 0 = 252

 

4. BroadCast

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• 같은 네트워크 안에 있는 모든 호스트에게 동시에 메시지를 보낸다. “동네 사람들 다 들어!”
  • 한 네트워크 안에서 어떤 장치에 패킷을 보내야 할 지 모를 때, 네트워크에 있는 모두에게 물어보는 방식으로 쓰인다.
  • 브로드캐스트가 네트워크 성능에 부담되기에, 서브넷을 쪼개서 범위를 제한한다.
• 호스트 부분을 모두 1로 채운 IP가 브로드캐스트 주소다.
  • 192.168.1.0/24
    • 네트워크 부분은 192.168.1 이고, 나머지 192.168.1.255가 브로드캐스트 주소!