[Network] IPv4 주소 체계의 구조와 할당 (+ 서브넷 마스크)

IP 주소 (IP Adress)

만약, 시청이나 구청에 찾아가기 위해서는 해당 시청이나 구청의 주소를 알아야 한다. 마찬가지로 네트워크 상에서 PC에 접속하기 위해서는 PC를 가리키는 주소를 알아야 한다. 네트워크에 연결되어 특정 PC의 주소를 나타내는 체계를 IP 주소라 한다.

 

IP 주소는 TCP/IP 네트워크 모델 구조에서 컴퓨터를 식별하기 위해 사용하는 주소이다.

IPv4 기준으로 192.xxx.xxx.xxx 등과 같이 나타낸 주소가 바로 IP 주소이다.

 

컴퓨터나, 핸드폰, 서버, 인터넷 라우터 등 네트워크 장비에 각각의 IP 주소가 할당된다.

IP 주소에는 private 주소와 public 주소가 있으며, LAN 네트워크 내부에서 사용되는 것이 Private IP 주소, 인터넷에서 사용되는 것은 Public IP 주소이다.

또한, IP 주소 체계에 따라 IPv4와 IPv6로 구분된다.

 

IPv4 주소체계의 구조

IPv4 주소의 표현

IPv4 주소는 0.0.0.0 부터 255.255.255.255 까지의 형태로 구성되어 있다.

사용 가능한 주소는 2^32개로 약 43억 개의 주소를 가질 수 있다.

 

10진수로 표기되어 있지만, 실제로는 마침표로 구분된 4개의 8비트 필드로 되어 있다. 즉, 8자리 2진수 4개로 표현되는 것이다. 각 8비트 필드는 IPv4 주소에서 1바이트를 나타내며, 점(.)으로 구분된 10진수 형식이라고도 한다.

 

그러나 2진수로 표시되는 IP 주소를 기억하는 것은 매우 어렵다. 따라서 DNS를 통해 IP주소를 대신하여 도메인 이름을 사용한다. (ex : http://www.tistory.com)

또한, 네트워크를 통한 데이터 전송 시에는 http://0.0.0.0과 같은 IP 주소로 변환하여 전송된다.

 

IP 주소는 네트워크부와 호스트부로 나뉜다.

네트워크부는 어떤 네트워크인지를 알 수 있는 정보이고, 호스트부는 그 네트워크 안의 특정 컴퓨터를 지칭하는 정보이다.

IP 주소 : 192.168.1.1

서브넷 마스크 : 255.255.255.0 네트워크 주소 : 192.168.1.0

브로드캐스트 주소 : 192.168.1.255

 

IPv4 주소에서 네트워크부가 어디까지인지 나타낸 것을 서브넷 마스크라 한다.

 

서브넷 마스크(Subnet Mask)

서브넷 마스크는 하나의 IP 네트워크 주소를 다시 여러 IP 서브 네트워크로 분할하는 기능을 수행한다. 즉, IP 네트워크 ID 주소부를 나타내는 영역을 IP 호스트 주소 영역까지 확장하여, 하나의 IP 네트워크 주소를 또 다른 여러 개의 IP 네트워크 주소로 만든다.

 

서브넷으로 구분하지 않는 IP 네트워크 주소에 대한 네트워크 마스크는 모든 네트워크를 나타내는 영역의 비트를 1로 설정하고, 모든 호스트를 나타내는 영역의 비트를 0으로 설정하여 만든다.

 

IP 주소의 할당과 관리

IP주소는 처음부터 주어지는 것이 아닌 할당이 되는 것이다.

따라서 호스트부를 변경하면서 IP 할당이 이루어진다.

 

호스트부가 8자리로 이루어진 2진수라면, 시작(0)과 끝(255)을 제외한 번호로 할당이 가능하다.

호스트부가 0으로만 이루어진 것은 네트워크 주소로 해당 네트워크를 의미하며, 호스트부가 1로만 이루어진 것은 브로드캐스트 주소로 ARP와 같은 기능을 사용하기 위해 사용한다.

 

IP 프로토콜의 한계

IP 프로토콜은 비연결성 비신뢰성 프로토콜이다.

이는 받을 대상이 없거나 특정한 이유로 서비스 불능 상태에 빠지더라도, 데이터를 받을 상대의 상태 파악이 불가능하기 때문에 패킷을 그대로 전송하는 비연결성 문제가 있다.

 

또한, 중간에 패킷이 사라지더라도 보내는 기기 측에서 알 수 있는 방법은 없다. 서로 다른 노드를 거쳐서 전송되는 특성상 보내는 기기 측에서 의도한 순서대로 데이터가 도착하지 않을 수도 있다.

 

이러한 한계를 극복하기 위해 TCP와 UDP를 함께 사용하고 있다.