서브넷 마스크(Subnet Mask)

헷갈리기 쉬운 용어 요약

헷갈리기 쉬운 주소 요약

서브넷 마스크

서브넷 마스크 문제는 IPv4 주소 문제만 나옵니다.(IPv6일 경우 너무 길어짐)

IPv4 주소는 32비트로 구성되어 있습니다. 32비트를 8비트씩 4개로 나누게 됩니다. 이 비트(2진수)를 10진수로 바꾸면 우리가 많이 보는 IP주소 형태가 됩니다.

잠깐 8비트로 만들 수 있는 가장 큰 10진수를 구해봅시다.

$11111111_{(2)} = 2^7 + 2^6 + 2^5 + 2^4 + 2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0 = 255_{(10)}$

$11111111_{(2)}$ 는 11111111이 2진수임을 표시한 것입니다. 10진수는 $255_{(10)}$ 이라고 표현할 수 있지만 보통 생략합니다.

이 때문에 IP주소는 0.0.0.0 ~ 255.255.255.255 까지 표현할 수 있습니다.

서브넷 마스크를 쓰는 이유

IPv4에 의한 IP 주소 총량은 정해져있습니다. (대략 43억개 정도입니다.)

2011년 이미 IPv4 주소는 모두 소진되었습니다.

이렇게 빠르게 IPv4가 소진된 이유는 PC, 스마트폰 등 기기들의 급속한 증가 때문이기도 하지만 IPv4를 임대하는 기존 방식도 문제였습니다.

기존 방식인 클래스 할당 방식은 국가, 초대형 기업에 한 번에 많은 IP 주소(약 1650만개)를 임대하는 방식이었습니다.

서브넷 마스크는 IPv4 주소를 더 잘게 나누어서 임대할 수 있도록 해줍니다.

IP 주소를 임대해보자

제가 192.168.1.0 ~ 192.168.255.255 까지의 IP 주소를 갖고 있다고 가정해보겠습니다.

A기업에 256개의 IP 주소를 임대해주고 싶습니다. 192.168.1.0 ~ 192.168.1.255 까지의 IP 주소를 임대해주면 될겁니다.

이 때 이렇게 임대해주면 됩니다.

"A기업은 192.168.1.0 네트워크 주소를 사용하세요. 서브넷 마스크는 255.255.255.0 입니다."

IP 주소 종류

IP 주소는 네트워크 주소, 호스트 주소, 브로드캐스트 주소로 나눌 수 있습니다.

"A기업은 192.168.1.0 네트워크 주소를 사용하세요."

이 문장을 통해 A기업은 192.168.1.0 이 내가 할당받은 네트워크의 대표 주소임을 알게 됩니다.

그렇다면 "서브넷 마스크는 255.255.255.0 입니다." 라는 문장은 무엇을 의미할까요?

서브넷 마스크는 임대받은 기업이 사용할 수 있는 주소의 범위를 결정한다

255.255.255.0 은 2진수로 11111111.11111111.11111111.00000000 이 됩니다.

뒤의 0의 갯수가 사용할 수 있는 주소의 범위를 결정합니다. 2진수로 00000000 에서 11111111 까지의 모든 조합을 IP주소로 사용할 수 있는 것이죠.

1개 비트(2진수) 당 2가지 경우의 수(0 아니면 1)가 있죠.

따라서 8개의 비트를 사용할 수 있으므로 2^8 = 256개의 IP 주소를 임대해줄 수 있습니다.

다른 예시를 들어볼까요? 만약 서브넷 마스크가 255.255.255.224 라면 어떨까요?

255.255.255.224 를 2진수로 바꾸면 11111111.11111111.11111111.11100000 이 됩니다.

뒤의 0의 갯수가 5개 이므로 IP주소를 결정하는데 사용할 수 있는 비트는 5개 입니다.

따라서 2^5 = 32개의 IP 주소를 사용할 수 있습니다.

문제 - 사용 가능한 IP 주소 갯수 구하기

B기업이 사용하는 네트워크 주소 구하기

이번에는 B기업에게 IP 주소를 임대해주면서 이렇게 이야기했다고 해봅시다.

"B기업은 192.168.1.123이 포함된 IP주소를 사용하세요. 서브넷 마스크는 255.255.255.192 입니다."

이 때 B기업이 사용하는 네트워크 주소는 뭘까요?

예를 들어, IP 주소 192.168.1.123과 서브넷 마스크 255.255.255.192를 2진수로 바꿔 AND 연산하면 다음과 같습니다.

  11000000.10101000.00000001.01111011  (IP 주소)
& 11111111.11111111.11111111.11000000  (서브넷 마스크)
-------------------------------------
  11000000.10101000.00000001.01000000  (네트워크 주소)

연산 결과에서 서브넷 마스크의 0인 부분(호스트 ID) 때문에 IP 주소의 뒷부분이 모두 0이 된 것을 볼 수 있습니다.

이 2진수 11000000.10101000.00000001.01000000를 10진수로 바꾸면 192.168.1.64가 됩니다.

따라서 B기업이 사용하는 네트워크 주소는 192.168.1.64 입니다.

추가로 B기업이 임대받은 IP 주소의 갯수는 64개입니다. 문제 - 사용 가능한 IP 주소 갯수 구하기와 서브넷 마스크가 동일하니, 임대받은 IP 주소의 갯수도 같겠죠. 192.168.1.64 ~ 192.168.1.127 까지의 IP 주소를 사용할 수 있습니다.

호스트 주소와 서브넷 마스크로 네트워크 주소 구하기

방금은 그냥 IP 주소로 192.168.1.123을 이야기했는데 이건 결국 호스트 주소입니다.(네트워크 주소, 브로드캐스트 주소가 아니라면 호스트 주소니까요. 헷갈리면 여기로)

호스트 주소와 서브넷 마스크가 있다면 방금처럼 네트워크 주소를 유추해낼 수 있습니다.

문제 - 호스트 주소와 서브넷 마스크로 네트워크 주소 구하기

네트워크 주소와 서브넷 마스크로 브로드캐스트 주소 구하기

1. 먼저 서브넷 마스크(11111111.11111111.11111111.11000000)를 반전(NOT)시키면 호스트 부분을 나타내는 마스크(00000000.00000000.00000000.00111111)를 얻습니다.
2. 이 값을 네트워크 주소와 OR 연산합니다.

  11011111.00001101.11101010.10000000  (네트워크 주소)
| 00000000.00000000.00000000.00111111  (반전된 서브넷 마스크)
-------------------------------------
  11011111.00001101.11101010.10111111  (브로드캐스트 주소)

연산 결과 11011111.00001101.11101010.10111111를 10진수로 바꾸면 223.13.234.191이 됩니다.

문제 - 호스트 주소와 서브넷 마스크로 네트워크 주소 구하기의 상황을 가져와서 브로드캐스트 주소를 구해봅시다.

문제 - 호스트 주소와 서브넷 마스크로 브로드캐스트 주소 구하기

정보처리기사 실기 기출 문제

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