IPv4-퀵 가이드
이 시대는 컴퓨터의 시대라고합니다. 컴퓨터는 우리가 사는 방식을 크게 바 꾸었습니다. 다른 컴퓨팅 장치에 연결된 컴퓨팅 장치를 사용하면 데이터와 정보를 매우 빠른 속도로 공유 할 수 있습니다.
네트워크 란?
컴퓨터 세계의 네트워크는 유선 또는 무선이 가능한 일부 공유 미디어를 통해 상호 연결된 호스트의 모음이라고합니다. 컴퓨터 네트워크를 통해 호스트는 미디어를 통해 데이터와 정보를 공유하고 교환 할 수 있습니다. 네트워크는 사무실에 걸쳐있는 LAN 또는 도시 전체에 걸쳐있는 대도시 네트워크 또는 도시와 지방에 걸쳐있을 수있는 광역 네트워크 일 수 있습니다.
컴퓨터 네트워크는 단일 구리 케이블을 통해 두 대의 PC를 함께 연결하는 것처럼 간단 할 수도 있고 인터넷이라고하는이 세상의 모든 컴퓨터가 서로 연결되어있는 복잡성까지 성장할 수 있습니다. 그런 다음 네트워크에는 궁극적 인 데이터 교환 목표에 도달하기 위해 점점 더 많은 구성 요소가 포함됩니다. 다음은 컴퓨터 네트워크와 관련된 구성 요소에 대한 간략한 설명입니다.
Hosts− 호스트는 네트워크의 최종 끝에 위치한다고합니다. 즉, 호스트는 정보 소스이고 다른 호스트는 대상이됩니다. 정보 흐름은 호스트간에 끝에서 끝까지입니다. 호스트는 사용자의 PC, 인터넷 서버, 데이터베이스 서버 등이 될 수 있습니다.
Media− 유선 인 경우 구리 케이블, 광섬유 케이블 및 동축 케이블이 될 수 있습니다. 무선 인 경우 무료 무선 주파수 또는 일부 특수 무선 대역 일 수 있습니다. 무선 주파수는 원격 사이트를 상호 연결하는데도 사용할 수 있습니다.
Hub− 허브는 다중 포트 리피터이며 LAN 세그먼트에서 호스트를 연결하는 데 사용됩니다. 낮은 처리량으로 인해 허브는 이제 거의 사용되지 않습니다. 허브는 OSI 모델의 레이어 1 (물리적 레이어)에서 작동합니다.
Switch− 스위치는 다중 포트 브리지이며 LAN 세그먼트에서 호스트를 연결하는 데 사용됩니다. 스위치는 허브보다 훨씬 빠르며 유선 속도로 작동합니다. Switch는 Layer-2 (데이터 링크 계층)에서 작동하지만 Layer-3 (네트워크 계층) 스위치도 사용할 수 있습니다.
Router− 라우터는 일부 원격 대상에 대해 전송 된 데이터 / 정보에 대한 라우팅 결정을 내리는 Layer-3 (네트워크 계층) 장치입니다. 라우터는 상호 연결된 네트워크와 인터넷의 핵심을 만듭니다.
Gateways − 소프트웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합은 데이터 공유를 위해 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크간에 데이터를 교환하기 위해 작동합니다.
Firewall − 네트워크 / 인터넷에서 의도하지 않은 수신자로부터 사용자 데이터를 보호하는 데 사용되는 소프트웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합.
네트워크의 모든 구성 요소는 궁극적으로 호스트를 제공합니다.
호스트 주소 지정
호스트 간의 통신은 네트워크에서 서로를 식별 할 수있는 경우에만 발생할 수 있습니다. 단일 충돌 도메인 (한 호스트에 의해 세그먼트에서 전송 된 모든 패킷이 다른 모든 호스트에 의해 수신 됨)에서 호스트는 MAC 주소를 통해 직접 통신 할 수 있습니다.
MAC 주소는 호스트를 고유하게 식별 할 수도있는 공장에서 코딩 된 48 비트 하드웨어 주소입니다. 그러나 호스트가 원격 호스트와 통신하려는 경우 (즉, 동일한 세그먼트에 있지 않거나 논리적으로 연결되지 않은 경우) 원격 호스트를 고유하게 식별하기 위해 몇 가지 주소 지정 수단이 필요합니다. 논리 주소는 인터넷에 연결된 모든 호스트에 제공되며이 논리 주소를Internet Protocol Address.
국제 표준기구는 개방형 시스템 상호 연결 또는 OSI 모델로 알려진 통신 시스템에 대한 잘 정의 된 모델을 가지고 있습니다. 이 계층화 된 모델은 각 계층에 정의 된 다양한 프로토콜을 사용하여 한 시스템이 다른 시스템과 통신하는 방법에 대한 개념화 된보기입니다. 또한 각 계층은 통신 시스템의 잘 정의 된 부분으로 지정됩니다. 예를 들어, 물리 계층은 통신 시스템의 와이어, 주파수, 펄스 코드, 전압 전송 등과 같은 물리적 특성의 모든 구성 요소를 정의합니다.
OSI 모델에는 다음과 같은 7 개의 계층이 있습니다.
Application Layer (Layer-7)− 여기에는 호스트간에 또는 호스트간에 데이터를 전송해야하는 사용자 응용 프로그램이 있습니다. 예 : HTTP, 파일 전송 응용 프로그램 (FTP) 및 전자 메일 등
Presentation Layer (Layer-6)−이 계층은 호스트의 한 형태에서 다른 호스트에 대한 기본 표현의 데이터 표현을 이해하는 데 도움이됩니다. 발신자의 데이터는 유선 데이터 (일반 표준 형식)로 변환되고 수신자 측에서는 수신자의 기본 표현으로 변환됩니다.
Session Layer (Layer-5)−이 계층은 호스트 간의 세션 관리 기능을 제공합니다. 예를 들어, 일부 호스트가 액세스를 위해 암호 확인이 필요하고 자격 증명이 제공된 경우 해당 세션에 대한 암호 확인이 다시 발생하지 않습니다. 이 계층은 동기화, 대화 제어 및 중요한 작업 관리 (예 : 온라인 은행 거래)를 지원할 수 있습니다.
Transport Layer (Layer-4)−이 계층은 호스트간에 종단 간 데이터 전달을 제공합니다. 이 계층은 위 계층에서 데이터를 가져 와서 세그먼트라는 더 작은 단위로 나눈 다음 전송을 위해 네트워크 계층에 제공합니다.
Network Layer (Layer-3) -이 계층은 서브넷 너머의 호스트를 고유하게 식별하는 데 도움이되며 패킷이 목적지에 도달하기 위해 따르거나 라우팅 될 경로를 정의합니다.
Data Link Layer (Layer-2)−이 계층은 물리적 계층에서 원시 전송 데이터 (신호, 펄스 등)를 가져와 데이터 프레임을 만들어 상위 계층으로 전송하거나 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이 계층은 또한 전송 오류를 확인하고 그에 따라 분류합니다.
Physical Layer (Layer-1) −이 계층은 하드웨어 기술과 신호, 전압, 케이블 유형 및 길이 등과 같은 실제 통신 메커니즘을 다룹니다.
네트워크 계층
네트워크 계층은 한 호스트에서 다른 호스트로 데이터를 전달하는 역할을합니다. 논리 주소를 호스트에 할당하고이를 사용하여 고유하게 식별하는 수단을 제공합니다. 네트워크 계층은 전송 계층에서 데이터 단위를 가져 와서 데이터 패킷이라는 더 작은 단위로 자릅니다.
네트워크 계층은 데이터 경로를 정의하며 패킷은 목적지에 도달하기 위해 따라야합니다. 라우터는이 계층에서 작동하며 데이터를 대상으로 라우팅하는 메커니즘을 제공합니다.
대부분의 인터넷은 TCP / IP 프로토콜 제품군이라고도하는 인터넷 프로토콜 제품군이라는 프로토콜 제품군을 사용합니다. 이 제품군은 다양한 목적과 필요에 따라 여러 프로토콜을 포함하는 프로토콜의 조합입니다. 이 제품군의 두 가지 주요 프로토콜은 TCP (전송 제어 프로토콜)와 IP (인터넷 프로토콜)이므로 일반적으로 TCP / IP 프로토콜 제품군이라고합니다. 이 프로토콜 제품군에는 인터넷을 통해 따르는 자체 참조 모델이 있습니다. OSI 모델과 달리이 프로토콜 모델은 더 적은 계층을 포함합니다.
이 모델은 실제 하드웨어 구현, 즉 OSI 모델의 물리적 계층과는 무관합니다. 이것이이 모델이 거의 모든 기본 기술에서 구현 될 수있는 이유입니다. 전송 및 인터넷 계층은 동일한 피어 계층에 해당합니다. OSI 모델의 세 상위 계층은 모두 TCP / IP 모델의 단일 애플리케이션 계층에서 함께 압축됩니다.
인터넷 프로토콜 버전 4 (IPv4)
인터넷 프로토콜은 TCP / IP 프로토콜 제품군의 주요 프로토콜 중 하나입니다. 이 프로토콜은 OSI 모델의 네트워크 계층과 TCP / IP 모델의 인터넷 계층에서 작동합니다. 따라서이 프로토콜은 논리 주소를 기반으로 호스트를 식별하고 기본 네트워크를 통해 호스트간에 데이터를 라우팅 할 책임이 있습니다.
IP는 IP 주소 지정 체계로 호스트를 고유하게 식별하는 메커니즘을 제공합니다. IP는 최선의 전달을 사용합니다. 즉, 패킷이 대상 호스트로 전달된다는 보장은 없지만 대상에 도달하기 위해 최선을 다합니다. 인터넷 프로토콜 버전 4는 32 비트 논리 주소를 사용합니다.
레이어 3 프로토콜 (OSI) 인 인터넷 프로토콜은 레이어 4 (전송)에서 데이터 세그먼트를 가져 와서 패킷으로 나눕니다. IP 패킷은 상위 계층에서받은 데이터 단위를 캡슐화하고 자체 헤더 정보에 추가합니다.
캡슐화 된 데이터를 IP 페이로드라고합니다. IP 헤더에는 다른 쪽 끝에서 패킷을 전달하는 데 필요한 모든 정보가 포함되어 있습니다.
IP 헤더에는 버전 번호를 포함한 많은 관련 정보가 포함되어 있으며,이 컨텍스트에서는 4입니다. 기타 세부 사항은 다음과 같습니다.
Version− 버전 번호 사용 된 인터넷 프로토콜 수 (예 : IPv4).
IHL− 인터넷 헤더 길이 전체 IP 헤더의 길이.
DSCP− 차별화 된 서비스 코드 포인트 이것은 서비스 유형입니다.
ECN− 명시 적 혼잡 알림; 경로에서 본 혼잡에 대한 정보를 전달합니다.
Total Length − 전체 IP 패킷의 길이 (IP 헤더 및 IP 페이로드 포함).
Identification− 전송 중에 IP 패킷이 조각화되면 모든 조각에 동일한 식별 번호가 포함됩니다. 그들이 속한 원래 IP 패킷을 식별합니다.
Flags− 네트워크 리소스에서 요구하는대로 IP 패킷이 너무 커서 처리 할 수없는 경우 이러한 '플래그'는 조각화 가능 여부를 알려줍니다. 이 3 비트 플래그에서 MSB는 항상 '0'으로 설정됩니다.
Fragment Offset −이 오프셋은 원래 IP 패킷에서 조각의 정확한 위치를 알려줍니다.
Time to Live− 네트워크에서 루핑을 방지하기 위해 모든 패킷이 TTL 값 세트와 함께 전송되어이 패킷이 교차 할 수있는 라우터 (홉) 수를 네트워크에 알려줍니다. 각 홉에서 값은 1 씩 감소하고 값이 0에 도달하면 패킷이 삭제됩니다.
Protocol− 목적지 호스트의 네트워크 계층,이 패킷이 속한 프로토콜, 즉 다음 레벨 프로토콜을 알려줍니다. 예를 들어 ICMP의 프로토콜 번호는 1, TCP는 6, UDP는 17입니다.
Header Checksum −이 필드는 전체 헤더의 체크섬 값을 유지하는 데 사용되며 패킷이 오류없이 수신되었는지 확인하는 데 사용됩니다.
Source Address − 패킷 발신자 (또는 소스)의 32 비트 주소.
Destination Address − 패킷 수신자 (또는 대상)의 32 비트 주소.
Options − IHL 값이 5보다 큰 경우 사용되는 선택적 필드입니다. 이러한 옵션에는 보안, 레코드 경로, 타임 스탬프 등과 같은 옵션 값이 포함될 수 있습니다.
IPv4는 세 가지 유형의 주소 지정 모드를 지원합니다. −
유니 캐스트 주소 지정 모드
이 모드에서 데이터는 하나의 대상 호스트로만 전송됩니다. 대상 주소 필드에는 대상 호스트의 32 비트 IP 주소가 포함됩니다. 여기에서 클라이언트는 대상 서버로 데이터를 보냅니다.
브로드 캐스트 주소 지정 모드
이 모드에서 패킷은 네트워크 세그먼트의 모든 호스트로 주소 지정됩니다. 대상 주소 필드에는 특별한 브로드 캐스트 주소가 포함됩니다.255.255.255.255. 호스트가 네트워크에서이 패킷을 발견하면이를 처리하도록 바인딩됩니다. 여기에서 클라이언트는 모든 서버가 즐길 수있는 패킷을 보냅니다.
멀티 캐스트 주소 지정 모드
이 모드는 이전 두 가지 모드가 혼합 된 것입니다. 즉, 전송 된 패킷이 단일 호스트 나 세그먼트의 모든 호스트로 향하지 않습니다. 이 패킷에서 대상 주소는 224.xxx로 시작하는 특수 주소를 포함하며 둘 이상의 호스트에서 사용할 수 있습니다.
여기에서 서버는 둘 이상의 서버가 즐기는 패킷을 보냅니다. 모든 네트워크에는 네트워크를 나타내는 네트워크 번호 용으로 예약 된 하나의 IP 주소와 해당 네트워크의 모든 호스트를 나타내는 브로드 캐스트 주소 용으로 예약 된 하나의 IP 주소가 있습니다.
계층 적 주소 지정 체계
IPv4는 계층 적 주소 지정 체계를 사용합니다. 길이가 32 비트 인 IP 주소는 그림과 같이 두 개 또는 세 부분으로 나뉩니다.
단일 IP 주소에는 네트워크 및 하위 네트워크 및 궁극적으로 호스트에 대한 정보가 포함될 수 있습니다. 이 체계를 사용하면 네트워크에 여러 개의 호스트가있을 수있는 여러 하위 네트워크가있을 수있는 IP 주소가 계층적일 수 있습니다.
서브넷 마스크
32 비트 IP 주소에는 호스트 및 네트워크에 대한 정보가 포함됩니다. 둘 다 구별하는 것이 매우 필요합니다. 이를 위해 라우터는 IP 주소의 네트워크 주소 크기만큼 긴 서브넷 마스크를 사용합니다. 서브넷 마스크의 길이도 32 비트입니다. 바이너리의 IP 주소가 서브넷 마스크와 AND 처리되면 결과는 네트워크 주소를 산출합니다. 예를 들어 IP 주소가 192.168.1.152이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0이라고 가정합니다.
이렇게하면 서브넷 마스크가 IP 주소에서 네트워크 ID와 호스트를 추출하는 데 도움이됩니다. 이제 192.168.1.0이 네트워크 번호이고 192.168.1.152가 해당 네트워크의 호스트임을 확인할 수 있습니다.
이진 표현
위치 값 방법은 이진수를 10 진수 값에서 변환하는 가장 간단한 형식입니다. IP 주소는 32 비트 값으로 4 옥텟으로 나뉩니다. 이진 옥텟은 8 비트를 포함하며 각 비트의 값은 옥텟에서 비트 값 '1'의 위치에 의해 결정될 수 있습니다.
비트의 위치 값은 2의 거듭 제곱 (위치 – 1)에 의해 결정됩니다. 즉, 위치 6에서 비트 1의 값은 2 ^ (6-1) 즉 32 인 2 ^ 5입니다. 옥텟은 비트의 위치 값을 더하여 결정됩니다. 11000000의 값은 128 + 64 = 192입니다. 몇 가지 예가 아래 표에 나와 있습니다.
인터넷 프로토콜 계층에는 네트워크 당 호스트의 요구 사항에 따라 다양한 상황에서 효율적으로 사용되는 여러 클래스의 IP 주소가 포함되어 있습니다. 대체로 IPv4 주소 지정 시스템은 5 개의 IP 주소 클래스로 나뉩니다. 5 개의 클래스는 모두 IP 주소의 첫 번째 옥텟으로 식별됩니다.
IP 주소 할당은 Internet Corporation for Assigned Names and Numbers가 담당합니다.
여기에 언급 된 첫 번째 옥텟은 가장 왼쪽입니다. 다음과 같이 번호가 매겨진 옥텟은 IP 주소의 점으로 구분 된 십진 표기법
네트워크 수와 클래스 당 호스트 수는 다음 공식에 의해 유도 될 수 있습니다.
호스트의 IP 주소를 계산할 때 호스트에 할당 할 수 없기 때문에 2 개의 IP 주소가 감소합니다. 즉, 네트워크의 첫 번째 IP는 네트워크 번호이고 마지막 IP는 브로드 캐스트 IP 용으로 예약됩니다.
클래스 A 주소
첫 번째 옥텟의 첫 번째 비트는 항상 0 (영)으로 설정됩니다. 따라서 첫 번째 옥텟의 범위는 1 – 127입니다. 즉
클래스 A 주소에는 1.xxx에서 126.xxx까지의 IP 만 포함됩니다. IP 범위 127.xxx는 루프백 IP 주소 용으로 예약되어 있습니다.
클래스 A IP 주소의 기본 서브넷 마스크는 255.0.0.0이며 이는 클래스 A 주소 지정에 126 개의 네트워크 (2 7 -2) 및 16777214 호스트 (2 24 -2)를 가질 수 있음을 의미합니다 .
따라서 클래스 A IP 주소 형식은 다음과 같습니다. 0NNNNNNN.HHHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH
클래스 B 주소
클래스 B에 속하는 IP 주소는 첫 번째 옥텟의 처음 두 비트를 10으로 설정합니다.
클래스 B IP 주소 범위는 128.0.xx에서 191.255.xx입니다. 클래스 B의 기본 서브넷 마스크는 255.255.xx입니다.
클래스 B에는 16384 (2 14 ) 네트워크 주소와 65534 (2 16 -2) 호스트 주소가 있습니다.
클래스 B IP 주소 형식 : 10NNNNNN.NNNNNNNN.HHHHHHHH.HHHHHHHH
클래스 C 주소
클래스 C IP 주소의 첫 번째 옥텟은 처음 3 비트가 110으로 설정되어 있습니다.
클래스 C IP 주소 범위는 192.0.0.x에서 223.255.255.x입니다. 클래스 C의 기본 서브넷 마스크는 255.255.255.x입니다.
클래스 C는 2097152 (2 21 ) 네트워크 주소와 254 (2 8 -2) 호스트 주소를 제공합니다.
클래스 C IP 주소 형식 : 110NNNNN.NNNNNNNN.NNNNNNNN.HHHHHHHH
클래스 D 주소
클래스 D IP 주소의 첫 번째 옥텟의 맨 처음 4 비트는 1110으로 설정되어 다음과 같은 범위를 제공합니다.
클래스 D의 IP 주소 범위는 224.0.0.0에서 239.255.255.255입니다. 클래스 D는 멀티 캐스팅 용으로 예약되어 있습니다. 멀티 캐스팅에서 데이터는 특정 호스트를 대상으로하지 않으므로 IP 주소에서 호스트 주소를 추출 할 필요가 없으며 클래스 D에는 서브넷 마스크가 없습니다.
클래스 E 주소
이 IP 클래스는 R & D 또는 연구용으로 만 실험 목적으로 예약되어 있습니다. 이 클래스의 IP 주소 범위는 240.0.0.0에서 255.255.255.254입니다. 클래스 D와 마찬가지로이 클래스에도 서브넷 마스크가 없습니다.
각 IP 클래스에는 해당 IP 클래스가 접두사 네트워크 수와 접두사 네트워크 당 호스트 수를 갖도록 경계하는 자체 기본 서브넷 마스크가 장착되어 있습니다. 클래스 풀 IP 주소 지정은 네트워크 당 호스트 수가 적거나 IP 클래스 당 네트워크 수를 늘리는 유연성을 제공하지 않습니다.
CIDR 또는 Classless Inter Domain RoutingIP 주소의 호스트 부분 비트를 빌려서 서브넷이라고하는 네트워크의 네트워크로 사용할 수있는 유연성을 제공합니다. 서브넷을 사용하면 단일 클래스 A IP 주소를 사용하여 더 나은 네트워크 관리 기능을 제공하는 더 작은 하위 네트워크를 가질 수 있습니다.
클래스 A 서브넷
클래스 A에서는 첫 번째 옥텟 만 네트워크 식별자로 사용되며 나머지 3 개의 옥텟은 호스트에 할당되는 데 사용됩니다 (예 : 네트워크 당 16777214 호스트). Class A에서 더 많은 서브넷을 만들기 위해 Host 부분의 비트를 빌려서 서브넷 마스크를 그에 따라 변경합니다.
예를 들어, 두 번째 옥텟의 호스트 비트에서 MSB (Most Significant Bit) 하나를 빌려 네트워크 주소에 추가하면 서브넷 당 (2 23 -2) 8388606 호스트 가있는 두 개의 서브넷 ( 21 = 2)이 생성됩니다 .
서브넷 마스크는 서브넷을 반영하도록 그에 따라 변경됩니다. 다음은 클래스 A 서브넷의 가능한 모든 조합 목록입니다.
서브넷의 경우에도 모든 서브넷의 첫 번째 IP 주소와 마지막 IP 주소가 각각 서브넷 번호 및 서브넷 브로드 캐스트 IP 주소로 사용됩니다. 이 두 IP 주소는 호스트에 할당 할 수 없기 때문에 서브넷 당 호스트가 두 개 미만인 네트워크 비트로 30 비트 이상을 사용하여 서브넷을 구현할 수 없습니다.
클래스 B 서브넷
기본적으로 Classful Networking을 사용하면 (2 14 ) 16384 네트워크 및 (2 16 -2) 65534 호스트를 제공하는 네트워크 비트로 14 비트가 사용됩니다 . 클래스 B IP 주소는 호스트 비트에서 비트를 차용하여 클래스 A 주소와 동일한 방식으로 서브넷으로 지정할 수 있습니다. 다음은 클래스 B 서브넷의 가능한 모든 조합입니다.
클래스 C 서브넷
클래스 C IP 주소는 일반적으로 네트워크에 254 개의 호스트 만있을 수 있으므로 매우 작은 크기의 네트워크에 할당됩니다. 다음은 서브넷 클래스 B IP 주소의 가능한 모든 조합 목록입니다.
인터넷 서비스 제공 업체는 고객의 요구 사항에 따라 다양한 크기의 IP 서브넷을 할당해야하는 상황에 직면 할 수 있습니다. 한 고객은 3 개의 IP 주소의 클래스 C 서브넷을 요청할 수 있고 다른 고객은 10 개의 IP를 요청할 수 있습니다. ISP의 경우 IP 주소를 고정 된 크기의 서브넷으로 나누는 것이 불가능하며, IP 주소의 낭비를 최소화하는 방식으로 서브넷을 서브넷으로 지정할 수 있습니다.
예를 들어, 관리자는 192.168.1.0/24 네트워크를 가지고 있습니다. 접미사 / 24 ( "슬래시 24"로 발음)는 네트워크 주소에 사용되는 비트 수를 나타냅니다. 이 예에서 관리자는 호스트 수가 다른 세 개의 부서를 가지고 있습니다. 영업 부서에는 100 대의 컴퓨터, 구매 부서에는 50 대의 컴퓨터, 계정에는 25 대의 컴퓨터, 관리에는 5 대의 컴퓨터가 있습니다. CIDR에서 서브넷의 크기는 고정되어 있습니다. 관리자는 동일한 방법을 사용하여 네트워크의 모든 요구 사항을 충족 할 수 없습니다.
다음 절차는 예에서 언급 한대로 부서별 IP 주소를 할당하기 위해 VLSM을 사용하는 방법을 보여줍니다.
1 단계
가능한 서브넷 목록을 만드십시오.
2 단계
IP 요구 사항을 내림차순 (가장 높음에서 가장 낮음)으로 정렬합니다.
- 판매 100
- 구매 50
- 계정 25
- 관리 5
3 단계
가장 높은 요구 사항에 가장 높은 범위의 IP를 할당하므로 영업 부서에 192.168.1.0 /25(255.255.255.128)를 할당하겠습니다. 네트워크 번호가 192.168.1.0 인이 IP 서브넷에는 영업 부서의 요구 사항을 충족하는 126 개의 유효한 호스트 IP 주소가 있습니다. 이 서브넷에 사용 된 서브넷 마스크의 마지막 옥텟은 10000000입니다.
단계-4
다음으로 높은 범위를 할당하므로 구매 부서에 192.168.1.128 /26(255.255.255.192)을 할당하겠습니다. 네트워크 번호가 192.168.1.128 인이 IP 서브넷에는 구매 부서의 모든 PC에 쉽게 할당 할 수있는 62 개의 유효한 호스트 IP 주소가 있습니다. 사용 된 서브넷 마스크는 마지막 옥텟에 11000000이 있습니다.
단계-5
다음으로 높은 범위, 즉 계정을 할당하십시오. 25 개의 IP 요구 사항은 30 개의 유효한 호스트 IP를 포함하는 192.168.1.192/27(255.255.255.224) IP 서브넷으로 충족 될 수 있습니다. 계정 부서의 네트워크 번호는 192.168.1.192입니다. 서브넷 마스크의 마지막 옥텟은 11100000입니다.
단계-6
다음으로 높은 범위를 관리에 할당합니다. 관리 부서에는 5 대의 컴퓨터 만 있습니다. 마스크가 255.255.255.248 인 서브넷 192.168.1.224/29에는 정확히 6 개의 유효한 호스트 IP 주소가 있습니다. 따라서 이것은 관리에 할당 될 수 있습니다. 서브넷 마스크의 마지막 옥텟에는 11111000이 포함됩니다.
관리자는 VLSM을 사용하여 최소한의 IP 주소가 낭비되는 방식으로 IP 서브넷을 서브넷 할 수 있습니다. 모든 부서에 IP를 할당 한 후에도이 예에서 관리자는 CIDR을 사용하는 경우 불가능했던 많은 IP 주소를 여전히 보유하고 있습니다.
인터넷에서 사용할 수없는 예약 된 IPv4 주소 공간이 몇 개 있습니다. 이러한 주소는 특별한 용도로 사용되며 LAN 외부로 라우팅 될 수 없습니다.
개인 IP 주소
모든 IP 클래스 (A, B & C)에는 사설 IP 주소로 예약 된 일부 주소가 있습니다. 이러한 IP는 네트워크, 캠퍼스, 회사 내에서 사용할 수 있으며 비공개입니다. 이러한 주소는 인터넷에서 라우팅 될 수 없으므로 이러한 개인 주소를 포함하는 패킷은 라우터에 의해 삭제됩니다.
외부와 통신하기 위해서는 이러한 IP 주소를 NAT 프로세스를 사용하여 일부 공용 IP 주소로 변환해야합니다. 그렇지 않으면 웹 프록시 서버를 사용할 수 있습니다.
별도의 개인 주소 범위를 만드는 유일한 목적은 이미 제한된 IPv4 주소 풀의 할당을 제어하는 것입니다. LAN 내에서 개인 주소 범위를 사용함으로써 IPv4 주소 요구 사항이 전 세계적으로 크게 감소했습니다. 또한 IPv4 주소 고갈을 지연시키는 데 도움이되었습니다.
IP 등급은 사설 주소 범위를 사용하면서 조직의 규모와 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 규모가 큰 조직은 소규모 조직이 클래스 C를 선택할 수있는 클래스 A 개인 IP 주소 범위를 선택할 수 있습니다. 이러한 IP 주소는 추가 서브넷으로 묶어 조직 내 부서에 할당 할 수 있습니다.
루프백 IP 주소
IP 주소 범위 127.0.0.0 – 127.255.255.255는 루프백, 즉 로컬 호스트 주소라고도하는 호스트의 자체 주소를 위해 예약되어 있습니다. 이 루프백 IP 주소는 운영 체제 내에서 전적으로 관리됩니다. 루프백 주소는 단일 시스템의 서버 및 클라이언트 프로세스가 서로 통신 할 수 있도록합니다. 프로세스가 대상 주소를 루프백 주소로 사용하여 패킷을 만들면 운영 체제는 NIC의 간섭없이 패킷을 루프백합니다.
루프백으로 전송 된 데이터는 운영 체제에 의해 운영 체제 내의 가상 네트워크 인터페이스로 전달됩니다. 이 주소는 대부분 단일 시스템에서 클라이언트-서버 아키텍처와 같은 테스트 목적으로 사용됩니다. 그 외에 호스트 시스템이 127.0.0.1 또는 루프백 범위의 모든 IP를 성공적으로 ping 할 수 있다면 시스템의 TCP / IP 소프트웨어 스택이 성공적으로로드되고 작동하고 있음을 의미합니다.
링크-로컬 주소
호스트가 DHCP 서버에서 IP 주소를 얻을 수없고 IP 주소가 수동으로 할당되지 않은 경우 호스트는 예약 된 링크 로컬 주소 범위에서 IP 주소를 할당 할 수 있습니다. 링크 로컬 주소 범위는 169.254.0.0-169.254.255.255입니다.
모든 시스템이 동일한 네트워크 세그먼트에 연결된 DHCP 서버에서 IP 주소를 획득하도록 구성된 네트워크 세그먼트를 가정합니다. DHCP 서버를 사용할 수없는 경우 세그먼트의 호스트가 다른 호스트와 통신 할 수 없습니다. Windows (98 이상) 및 Mac OS (8.0 이상)는 링크-로컬 IP 주소의 자체 구성 기능을 지원합니다. DHCP 서버가없는 경우 모든 호스트 컴퓨터는 위에서 언급 한 범위에서 IP 주소를 무작위로 선택한 다음 ARP를 통해 다른 호스트도 동일한 IP 주소로 구성되지 않았는지 확인합니다. 모든 호스트가 동일한 범위의 링크 로컬 주소를 사용하면 서로 통신 할 수 있습니다.
이러한 IP 주소는 동일한 물리적 또는 논리적 세그먼트에 속하지 않을 때 시스템이 통신하는 데 도움이되지 않습니다. 이러한 IP도 라우팅 할 수 없습니다.
이 장에서는 인터넷 프로토콜 버전 4를 사용하여 네트워크에서 실제 통신이 발생하는 방식에 대해 설명합니다.
네트워크의 패킷 흐름
IPv4 환경의 모든 호스트에는 고유 한 논리적 IP 주소가 할당됩니다. 호스트가 네트워크의 다른 호스트로 일부 데이터를 보내려면 대상 호스트의 물리적 (MAC) 주소가 필요합니다. MAC 주소를 얻기 위해 호스트는 ARP 메시지를 브로드 캐스트하고 대상 IP 주소의 소유자 인 MAC 주소를 제공하도록 요청합니다. 해당 세그먼트의 모든 호스트는 ARP 패킷을 수신하지만 ARP 메시지의 IP와 일치하는 IP를 가진 호스트 만 MAC 주소로 응답합니다. 발신자가 수신 스테이션의 MAC 주소를 받으면 데이터가 물리적 미디어로 전송됩니다.
IP가 로컬 서브넷에 속하지 않는 경우 서브넷의 게이트웨이를 통해 대상으로 데이터를 전송합니다. 패킷 흐름을 이해하려면 먼저 다음 구성 요소를 이해해야합니다.
MAC Address− Media Access Control 주소는 고유하게 식별 할 수있는 네트워크 장치의 48 비트 공장 하드 코딩 된 물리적 주소입니다. 이 주소는 장치 제조업체에서 할당합니다.
Address Resolution Protocol− Address Resolution Protocol은 IP 주소를 알고있는 호스트의 MAC 주소를 획득하는 데 사용됩니다. ARP는 네트워크 세그먼트의 모든 호스트가 수신하는 브로드 캐스트 패킷입니다. 그러나 ARP에서 IP가 언급 된 호스트 만 MAC 주소를 제공하여 응답합니다.
Proxy Server− 인터넷에 접속하기 위해 네트워크는 공인 IP가 할당 된 프록시 서버를 사용합니다. 모든 PC는 인터넷에서 서버용 프록시 서버를 요청합니다. PCS를 대신하여 Proxy Server는 서버로 요청을 보내고 서버로부터 응답을 받으면 Proxy Server는 요청을 클라이언트 PC로 전달합니다. 이것은 컴퓨터 네트워크에서 인터넷 액세스를 제어하는 방법이며 웹 기반 정책을 구현하는 데 도움이됩니다.
Dynamic Host Control Protocol− DHCP는 미리 정의 된 주소 풀에서 호스트에 IP 주소를 할당하는 서비스입니다. DHCP 서버는 게이트웨이 IP, DNS 서버 주소, IP로 할당 된 임대 등과 같은 필요한 정보도 제공합니다. DHCP 서비스를 사용하면 네트워크 관리자가 손쉽게 IP 주소 할당을 관리 할 수 있습니다.
Domain Name System− 사용자가 연결하려는 원격 서버의 IP 주소를 모를 가능성이 매우 높습니다. 그러나 그는 예를 들어 tutorialpoints.com과 같이 할당 된 이름을 알고 있습니다. 사용자가 연결하려는 원격 서버의 이름을 입력하면 화면 뒤에있는 로컬 호스트가 DNS 쿼리를 보냅니다. Domain Name System은 Domain Name이 알려진 호스트의 IP 주소를 획득하는 방법입니다.
Network Address Translation− 컴퓨터 네트워크의 거의 모든 PC에는 인터넷에서 라우팅 할 수없는 사설 IP 주소가 할당됩니다. 라우터는 사설 IP 주소가있는 IP 패킷을 수신하는 즉시이를 삭제합니다. 공용 개인 주소의 서버에 액세스하기 위해 컴퓨터 네트워크는 네트워크 주소 변환이라고하는 공용 주소와 개인 주소 사이를 변환하는 주소 변환 서비스를 사용합니다. PC가 사설 네트워크에서 IP 패킷을 보내면 NAT는 사설 IP 주소를 공용 IP 주소로 변경하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
이제 패킷 흐름을 설명 할 수 있습니다. 사용자가 개인용 컴퓨터에서 www.TutorialsPoint.com에 액세스하려고한다고 가정합니다. 그녀는 ISP에서 인터넷에 연결되어 있습니다. 대상 웹 사이트에 도달 할 수 있도록 시스템에서 다음 단계를 수행합니다.
1 단계 – IP 주소 획득 (DHCP)
사용자의 PC가 부팅되면 IP 주소를 얻기 위해 DHCP 서버를 검색합니다. 동일하게, PC는 서브넷에있는 하나 이상의 DHCP 서버에서 수신 한 DHCPDISCOVER 브로드 캐스트를 전송하고 모두 IP, 서브넷, 게이트웨이, DNS 등과 같은 필요한 모든 세부 정보를 포함하는 DHCPOFFER로 응답합니다. PC는 DHCPREQUEST를 보냅니다. 제공된 IP 주소를 요청하기 위해 패킷. 마지막으로 DHCP는 DHCPACK 패킷을 전송하여 IP 임대로 알려진 일정 시간 동안 IP를 유지할 수 있음을 PC에 알립니다.
또는 DHCP 서버의 도움을받지 않고 수동으로 PC에 IP 주소를 할당 할 수 있습니다. PC가 IP 주소 세부 정보로 잘 구성되면 IP 지원 네트워크를 통해 다른 컴퓨터와 통신 할 수 있습니다.
2 단계 – DNS 쿼리
사용자가 웹 브라우저를 열고 도메인 이름 인 www.tutorialpoints.com을 입력하고 PC가 도메인 이름을 사용하여 서버와 통신하는 방법을 이해하지 못하는 경우 PC는이를 얻기 위해 네트워크에 DNS 쿼리를 보냅니다. 도메인 이름과 관련된 IP 주소. 미리 구성된 DNS 서버는 지정된 도메인 이름의 IP 주소로 쿼리에 응답합니다.
3 단계 – ARP 요청
PC는 대상 IP 주소가 자신의 IP 주소 범위에 속하지 않음을 발견하고 요청을 게이트웨이로 전달해야합니다. 이 시나리오에서 게이트웨이는 라우터 또는 프록시 서버 일 수 있습니다. 게이트웨이의 IP 주소는 클라이언트 컴퓨터에 알려져 있지만 컴퓨터는 IP 주소에 대한 데이터를 교환하지 않으며, 대신 Layer-2 공장 코드 MAC 주소 인 컴퓨터의 하드웨어 주소가 필요합니다. 게이트웨이의 MAC 주소를 얻기 위해 클라이언트 PC는 "이 IP 주소는 누가 소유합니까?"라는 ARP 요청을 브로드 캐스트합니다. ARP 쿼리에 대한 응답으로 게이트웨이는 MAC 주소를 보냅니다. MAC 주소를 받으면 PC는 패킷을 게이트웨이로 보냅니다.
IP 패킷에는 소스 및 대상 주소가 모두 있으며 호스트와 원격 호스트를 논리적으로 연결하는 반면 MAC 주소는 단일 네트워크 세그먼트의 시스템이 실제 데이터를 전송하는 데 도움이됩니다. 소스 및 대상 MAC 주소가 인터넷을 통해 이동함에 따라 (세그먼트 별) 변경되지만 소스 및 대상 IP 주소는 절대 변경되지 않는 것이 중요합니다.
인터넷 프로토콜 버전 4는 대략적으로 할당되도록 설계되었습니다. 43 억 개의 주소. 인터넷이 시작될 때 이것은 걱정할 것이없는 훨씬 더 넓은 주소 공간으로 간주되었습니다.
인터넷 사용자의 갑작스런 증가와 광범위한 사용으로 인해 통신 할 수있는 실제 고유 한 IP가 필요한 장치 수가 기하 급수적으로 증가했습니다. 점차적으로 IPS는 휴대 전화, 자동차 및 기타 전자 장치와 같이 인간의 삶을 편하게하기 위해 만들어진 거의 모든 디지털 장비에 필요합니다. 컴퓨터 / 라우터 이외의 장치 수로 인해 이전에는 고려되지 않았던 추가 IP 주소에 대한 수요가 늘어났습니다.
IPv4 할당은 IANA (Internet Assigned Numbers Authority)가 ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)과 협력하여 전 세계적으로 관리합니다. IANA는 지역 인터넷 등록 기관과 긴밀히 협력하여 해당 지역에서 IP 주소를 효율적으로 배포합니다. 그러한 RIRS가 5 개 있습니다. IANA 보고서에 따르면 모든 IPv4 주소 블록이 할당되었습니다. 상황에 대처하기 위해 다음과 같은 관행이 수행되었습니다.
Private IPs − 공용 IP 주소에 대한 요구 사항을 줄일 수 있도록 LAN 내에서 개인용으로 몇 개의 IP 블록이 선언되었습니다.
NAT − 네트워크 주소 변환은 개인 IP 주소가있는 여러 PC / 호스트가 하나 또는 몇 개의 공용 IP 주소를 사용하여 액세스 할 수 있도록하는 메커니즘입니다.
사용하지 않는 공용 IP는 RIR에 의해 회수되었습니다.
인터넷 프로토콜 v6 (IPv6)
IETF (Internet Engineering Task Force)는 IPv4의 단점을 완화하기 위해 IP 주소를 재 설계했습니다. 새 IP 주소는 128 비트 주소 인 버전 6이며,이를 통해 지구상의 모든 인치에 수백만 개의 IP 주소를 부여 할 수 있습니다.
오늘날 인터넷에서 실행되는 대부분의 장치는 IPv4를 사용하고 있으며 앞으로는 IPv6로 전환 할 수 없습니다. 인터넷이 IPv6로 완전히 전환되지 않는 한 IPv4와 IPv6가 공존 할 수있는 IPv6에서 제공하는 메커니즘이 있습니다.
- 듀얼 IP 스택
- 터널링 (6to4 및 4to6)
- NAT 프로토콜 변환