안녕하세요 마무입니다. 오늘은 "네트워크 클래스란", "브로드캐스트란", "IP 클래스 나누는 이유", "b클래스 대역", "c클래스 대역", "공인 IP 사설 IP"에 대해서 알려드리고, 약간의 개인적 팁을 알려드리려고 합니다.
***** 사전에 알아둬야 하는 지식 *****
네트워크, 인터넷, 브라우저, URL, 가정집 네트워크, LAN, 1~4계층의 개념
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-----목차-----
1. 컴퓨터 네트워크 용어
2. IP가 충분하던 과거
3. 브로드캐스트란
4. A B C 클래스
5. 네트워크 주소란
6. 중간 정리
i) D E 클래스
7. 공인 IP와 사설 IP
i) 공인 IP와 사설 IP 차이
8. 총 정리 및 공인 A, B, C 클래스는 외울 필요가 없다!!!!!
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여기서 못 찾은 정보는
네트워크 독학 페이지 : https://mamu2830.blogspot.com/p/blog-page_15.html
에서 찾아보세요!
1. 컴퓨터 네트워크 용어
다들 "IP 주소"라는 것은 다 들어보셨을 겁니다.(너 IP 추적 할거야~~~ 응~ VPN을 써서 IP 주소 위조하면 돼~ 등등)
이처럼 대부분의 사람들은 일상에서 "IP(internet protocol) 주소"의 정확한 개념과 용도는 몰라도, 그것이 인터넷을 한다면 무조건 사용된다는 것과 "192.168.1.10" 이나 "172.31.2.24" 이런 식으로 4개의 숫자가 "."으로 구분되어 있는 생김새를 압니다.
물론 컴퓨터 쪽 진로가 아닌 분들은 "인터넷을 사용한다면 ip 주소가 하나 이상은 필요하다"정도만 아시면 됩니다만...
그러니 이번 포스트와 다음 포스트를 통해 기초 네트워크 용어들을 완전히 이해하고, 그 다음 포스트를 통해서 서브넷팅을 알려드리도록 하겠습니다.
2. IP가 충분하던 과거
이해를 돕기 위해 우리는 과거 컴퓨터가 개발됐던 시절 상황을 살짝 알아보려고 합니다. 과거란 선구자가 지나온 삶이자 사실이자 경험이니까요.
그렇기에 컴퓨터가 막 개발되고, 인터넷이 막 개발됐던 과거의 상황을 알면 네트워크 공부를 할 때 상당히 도움이 됩니다.
지금!! 어어!! 지금 과거 이야기가 나오자마자 막 스크롤 내리려 했던 당신!!! 지금은! 귀찮을 수 있겠지만 이 과거를 알아야 이 포스트를 읽을 때 전체적으로 이해가 될 것이니 귀찮더라도 읽으십쇼!! ㅠㅠ 최대한 짧게 설명할테니까요...
다시 돌아와 과거 인터넷이 막 개발되고 이 인터넷을 잘 사용하기 위한 프로토콜, IP(Internet Protocol)를 개발할 때, 전 세계 컴퓨터 과학자, 박사들은 모여서 인터넷의 컴퓨터를 구분할 때 'IP 주소(address)'라는 것을 사용하기로 정하고, 이 'IP주소'의 최대 크기를 어떻게 할지 정해야 했습니다.
그 당시 '컴퓨터'란 어마어마한 자본이 투입돼 만들어진 어마어마한 크기의
최신계산기(Compute뜻은 계산하다이니까 푸흣..)였으며,
당연히 국가적으로도 많이 없고 귀했습니다.
그러다보니 그 당시 과학자들은
'음~~ 아무리 과학이 발전한다고 해도~ 한 43억개 정도면 평생 쓰지 않을까?' 라 생각했는지
이 IP주소의 최대 크기를 32비트, 즉 2의 32승(4,294,967,296{약43억})으로 정했습니다. 그런데 이 4,294,967,296이란 숫자, 솔직히 보기 너무 힘들잖아요?
그래서 총 32비트에서 8비트씩 끊어 읽기로 정했습니다. 무슨 소리냐
00000000.00000000.00000000.00000000(0.0.0.0{0})부터~
111111111.111111111.111111111.111111111(255.255.255.255{4,294,967,296})까지 말이죠.
그래서 우리가 흔히 보는 IP주소들은 다 192.168.3.100, 172.16.3.11, 123.53.12.45 이런 식으로 '.'을 이용해 총 4개의 숫자로 이루어져 있는 겁니다.
여기까지 IP 주소가 왜 4개의 숫자로 나뉘어 지는 지와 과거 인터넷이 개발된 시점에선 IP주소를 할당한 컴퓨터들이 많지 않았다는 것만 아시면 이제 충분합니다.
3. 브로드캐스트란
네트워크를 공부할 때 반드시 알아야 하는 지식, 브로드캐스트(Broadcast)란 것이 있습니다.
브로드캐스트란, 영어 Broadcast(방송하다) 뜻 그대로 같은 네트워크에 속한 모든 컴퓨터들에게 신호를 보내는(방송하는) 것을 말합니다.
이것의 등장 배경은 이렇게 생각하시면 됩니다.
만약 우리 네트워크에 속한 컴퓨터의 수가 120대라고 쳤을 때, 이 네트워크에 속한 모든 컴퓨터에게 특정 메세지를 보내야 한다면 어떻게 해야 할까요?
당연히 120개의 IP를 하나하나 적으며 따로따로 메세지를 보내야 합니다... 어욹 상상만 해도 귀찮죠.. 그래서 이러한 귀찮음을 없애기 위해 컴퓨터 과학자들은 정했습니다.
네트워크의 맨 마지막 번호를 '브로드캐스트' 주소로 정하자고요
그러면 이제 우리는 데이터를 보낼 때, 대상 IP 주소 자리에 '브로드캐스트 주소'란 걸 대신 적으면 자동으로 네트워크 내 모든 컴퓨터에게 보내진다는 겁니다.
물론 바로 여기서 이런 의문이 나와야죠~
? 맨 마지막 번호라는 걸 어떻게 알지? 4,294,967,296(0.0.0.0~255.255.255.255)개의 IP 주소중 마지막 번호면 '255.255.255.255'만 브로드캐스트라는 건가?
네 당연하게도 이러한 '맨 마지막 주소'라는 의미인 브로드캐스트 주소란 개념을 적용하기 위해, 컴퓨터 과학자들은 새로운 약속을 정했습니다
4. A B C 클래스
위에서 말했듯 브로드캐스트(맨 마지막 주소)라는 것을 적용하려면 기준이 필요합니다. 그리고 그 기준을 세우기 위해, 과학자들은 네트워크 크기를 구분할 필요성을 느낍니다.
그래서 과학자들은 0.0.0.0~255.255.255.255(4,294,967,296)의 IP주소들을 필요에 맞춰 일정 크기로 쪼개기로 합니다.
그래서 만약에 초 대규모의 컴퓨터가 속한 네트워크가 필요하면 4,294,967,296의 전체 IP중 1677만 7216개의 IP주소를 묶어서 구분하자!고 정했습니다.
이 1677만 7216란 숫자를 2진수와 IP 주소 형태로 바꾸면 00000000.11111111.11111111.11111111(0.255.255.255)가 됩니다.
그리고 이러한 1677만 7216개의 IP주소를 가진 초 대규모 네트워크 단위를 'A 클래스'라고 정하기로 합니다.
자 그럼 여기까지만 보면 이론상 모든 IP주소를 사용하면 A클래스 네트워크를 0.255.255.255부터 255.255.255.255까지 총 256개를 만들 수 있겠죠?
그리고 우리가 위에서 배운 '맨 마지막 주소', 브로드캐스트는 자연스럽게 0.255.255.255부터 255.255.255.255 주소의 .255.255.255가 되겠죠.
5. 네트워크 주소란
여기서 느낌이 오시겠지만 브로드캐스트를 제외한 맨 앞의 '0.'부분이 자연스럽게 하나의 네트워크 단위가 되는 게 느껴지실 겁니다. 맞습니다! 그래서 과학자들은 이 각 네트워크를 구분하는 숫자를 '네트워크 주소'라고 정했습니다.
그리고 이러한 '네트워크 주소'는 당연히 '각 네트워크를 구분'하는 용도이기 때문에 실제 컴퓨터에게 할당될 수 없습니다.
그리고 '브로드캐스트 주소' 또한 '네트워크에 속한 모든 IP주소'라는 의미의 특별한 주소이기 때문에 또 실제 컴퓨터에 할당될 수가 없지요.
그렇습니다. 이렇듯 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소는 실제 컴퓨터에 할당할 수 없는 주소이기 때문에 항상 네트워크 속 컴퓨터에 사용될 수 있는 실제 IP 주소들은 -2(네트워크주소, 브로드캐스트주소)를 해야합니다.
따라서 A클래스 네트워크에서 사용 가능한 실제 IP주소는 1677만 7216개에서 -2(네트워크, 브로드캐스트)를 한 1677만 7214개가 되는 것이죠.
하지만!!!! 여러분들도 감이 오시듯 이런 초초 대규모 네트워크를 쓸 일이 얼마나 되겠습니까?
그래서 과학자들은 좀 더 작은 네트워크 규모도 정했습니다.
바로 6만 5536 IP주소가 속할 수 있는 네트워크 규모를 말이죠, 이 6만 5536대를 이진수와 IP 주소로 바꾸면
00000000.00000000.11111111.11111111(0.0.255.255)가 됩니다.
그리고 이러한 6만 5536 IP 주소를 가질 수 있는 네트워크 규모를 A클래스보다 작다고해서 'B클래스'라고 정했습니다.
자 그럼 이론상 모든 IP 주소를 사용해 B 클래스 네트워크를 만든다면 0.0.255.255~255.255.255.255까지 총 255.255.개, 즉 6만 5536개의 B클래스 네트워크를 만들 수 있겠죠.
그치만 위에서 말했듯? B클래스도 실제로 사용 가능한 IP 주소는 네트워크주소, 브로드캐스트 주소를 빼야하니 -2를 하여 '6만 5534개'가 됩니다.
하지만~~ 역시 바로 느껴지듯 이 6만 5534개라는 숫자도 절대 작은 게 아니죠.
그래서 과학자들은 더!!! 작은 네트워크를 위한 규모를 정했습니다.
바로 256개의 IP주소가 속할 수 있는 네트워크를 말이죠. 이 256을 2진수와 IP 주소 형태로 바꾸면 00000000.00000000.00000000.11111111(0.0.0.255)가 됩니다.
그리고 B 클래스보다 작은 네트워크라고 해서 이 256개의 규모 네트워크를 'C클래스'라고 정했습니다.
A, B클래스와 똑같이 모~든 IP 주소를 사용해 C클래스 네트워크를 만든다면, 0.0.0.255~255.255.255.255까지 총 1677만 7216개 C클래스 네트워크를 만들 수 있겠죠.
그리고 C클래스도 A, B클래스처럼 네트워크, 브로드캐스트 주소를 제외해야 하므로, 하나의 C클래스 네트워크에서 실제로 사용 가능한 IP주소는 254개입니다.
자~~ 여기까지 다시 정리하자면
모든 IP주소를 A클래스(1677만 7214개) 네트워크로만 만들면, 256개 네트워크를 만들 수 있고,
B클래스(6만 5534개) 네트워크로만 만들면 6만 5536개 네트워크를 만들 수 있고,
C클래스(254개) 네트워크로만 만들면 1677만 7216개 네트워크를 만들 수 있습니다.
자 그런데 규칙을 여기까지만 정한다면 분명 실제로 IP 네트워크를 할당할 때 혼란이 발생할겁니다.
무슨 소리냐?
A클래스 네트워크는 네트워크 크기가 무려 1677만 7214개인데, C클래스는 254개밖에 안되니 혼용해 쓰면, 분명 A클래스, B클래스, C클래스 IP주소가 중복되는 대혼란이 발생할겁니다.
예를 들어 4.0.0.0을 A클래스로 정했는데, 누가 C클래스 네트워크로 4.1.24.0을 사용한다면, C클래스가 A클래스 네트워크에 속하니 혼란 발생
그래서! 이러한 문제를 해결하기 위해
세계는 정했습니다.
A클래스는 2진수 32자리에서 맨 앞자리가 '0'이 유지되는 선에서만 IP를 할당하자라고요
무슨 소리냐면
00000000.00000000.00000000.00000000~01111111.11111111.11111111.11111111(0.0.0.0~127.255.255.255)까지는 A클래스 네트워크용으로 정하자고 말이죠.
물론 실제로는 0.0.0.0~0.255.255.255와 127.0.0.0~127.255.255.255 대역은 다른 목적을 위해 예약된 주소라 빼서
127.0.0.0 네트워크와 0.0.0.0은 다른 포스트에서 다루겠습니다.(
루프백 인터페이스, 주소(127.0.0.0 네트워크와 127.0.0.1), 목적, lo0
)
실질적으로 1.0.0.0~126.255.255.255까지가 A클래스 네트워크용으로 정했습니다.
그리고 B클래스는 2진수 32자리에서 맨 앞자리가 '10'이 유지되는 선에서만 IP를 할당하자고 정했습니다. 이것도 2진수와 IP주소 형태로 표현해보면
10000000.00000000.00000000.00000000~10111111.11111111.11111111.11111111(128.0.0.0~191.255.255.255)까지죠.
그래서 128.0.0.0~191.255.255.255까지가 B클래스 네트워크를 주는 IP주소로 정했습니다.
마지막 C클래스는 2진수 32자리에서 맨 앞자리가 '110'이 유지되는 선에서만 IP를 할당하자고 정했으며 이것도 2진수와 IP주소 형태로 바꾸면
11000000.00000000.00000000.00000000~11011111.11111111.11111111.11111111(192.0.0.0~223.255.255.255)까지 입니다.
이렇듯 192.0.0.0~223.255.255.255까지가 C클래스 네트워크를 주는 IP주소로 정했습니다.
6. 중간 정리
자자.. 진정하세요, 분명 지금 제 글을 읽으면서 기존에 알고 있던 지식들과 달라서 혼란이 오실 분들이 있는 거 압니다.
분명 ABC 클래스 IP대역에서 각각 사설 네트워크용 주소를 빼야 하는데 안 빼서 그런 것이겠죠.
하지만 자연스러운 이해를 돕기 위해 일부로 사설 네트워크 대역을 빼지 않았고, 그건 곧 밑에서 부연 설명 및 다음 NAT포스트에서 자세히 다룰 겁니다..!
그리고 엄연히 따지면 사설 네트워크 주소도 각 A, B, C 클래스에 속하죠
일단 사설 네트워크 대역은 머릿속에서 지우시고, 여기까지 배운 걸 중간 정리해보겠습니다.
'네트워크 주소'는 네트워크 첫 번째 주소로 당연히 '각 네트워크를 구분'하는 용도라서 실제 컴퓨터에게 할당될 수 없다
'브로드캐스트 주소'는 네트워크 마지막 주소로 '네트워크에 속한 모든 IP주소'라는 의미의 특별한 주소라서 또 실제 컴퓨터에 할당될 수가 없다.
사설 네트워크 대역은 일단 차치하면
A클래스 네트워크는 2진수 32자리 맨 앞자리가 '0'이 유지되는 선 1.0.0.0~126.255.255.255까지
B클래스 네트워크는 2진수 32자리 맨 앞자리가 '10'이 유지되는 선 128.0.0.0~191.255.255.255까지
C클래스 네트워크는 2진수 32자리 맨 앞자리가 '110'이 유지되는 선 192.0.0.0~223.255.255.255 까지이다.
i) D E 클래스
이런 질문이 당연히 떠오르실 겁니다.
어? 그럼 A B C 클래스를 제외한 나머지 224.255.255.255~255.255.255.255 대역은 어떻게 되나요?
라고 말이죠.
일단 당연히 나머지 IP 대역에 대해서도 클래스를 정했습니다.
224.0.0.0~239.255.255.255 대역은 멀티캐스트(Multicast)를 위해 예약해놓은 IP 대역이며, 나머지 240.0.0.0.~255.255.255.255 대역은 연구용으로 예약해두었습니다.
연구용은 그렇다쳐도, 이 '멀티캐스트'란 건 뭔지 궁금하실텐데요, 사실 '멀티캐스트'는 라우터 장비에서 라우팅 프로토콜을 사용할 때 사용하는 것으로, 네트워크엔지니어가 되실 것이 아니라면 공부할 필요성이 없기에 여기에서는 중요하게 다루지 않았습니다.
나중에 기회가 된다면 멀티캐스트는 따로 포스트하도록 하겠습니다.
7. 공인 IP와 사설 IP
일단 지금까지 제가 말해오던 A, B, C, D, E 클래스 네트워크와 그 안에 속하는 IP 주소들은 모~~두 공인 IP입니다.
사실 공인 IP라는 말을 붙일 필요도 없이, 초반에 이야기 한 것처럼 인터넷 발명 초기엔 IP주소가 부족할 일이 없어서 모두 공인 IP주소를 사용했습니다.
그러다가 다들 아시다시피 개인 PC 보급 및 과학 발전으로 IP주소가 부족해 NAT(Network Address Translation)이란 기술을 도입해 가상의 IP 주소를 만들어 사용하게 된 것이죠.
이건 다음 NAT와 사설 IP 포스트에서 다룰 예정이므로, 여기선 공인 IP와 사설 IP주소의 큰 차별점만 말해드리려 합니다.
i) 공인 IP와 사설 IP 차이
공인 IP와 사설 IP 주소의 가장 큰 차이는 바로 인터넷에서 사용할 수 있느냐는 겁니다.
무슨 소리냐면 공인 IP주소는 '공인'이라는 말 그대로 전 세계에서 인정된 주소이기 때문에, 공인 IP주소를 컴퓨터에 할당하면 인터넷에서 IP주소를 적어 바로 접속할 수가 있습니다
무슨 소리냐?
지금 당장 제 집에 있는 데스크탑 컴퓨터에 공인 IP(예시, 132.234.23.5)를 할당하고, 제가 카페에서 노트북을 켜서 인터넷 브라우저에 '132.234.23.5'를 적으면 접속(정확힌 브라우저를 이용하기에 자동으로 HTTP프로토콜을 사용해서 HTML 요청이 됩니다)이 된다는 것이죠.
인터넷이란 포스트에서 다뤘듯, 우리가 사용하는 엣지, 크롬에 '네이버'라 적어서 네이버 사이트에 들어가는 것도 사실은 '네이버(www.naver.com)'이란 웹 서버가 공인 IP 223.130.200.107, 223.130.195.200 주소를 사용하기에 가능했던 것이죠.
http 프로토콜이 아니라, ssh나 telnet이란 원거리 컴퓨터 접속 프로토콜을 사용하면, 컴퓨터에 공인 IP가 할당된 경우 접속할 수 있죠.(물론 기본적으로 이러한 프로토콜 포트는 닫혀있고, 방화벽이 켜져있기에 끄지 않는 한 불가능합니다)
아 그럼 어떻게 사설 IP를 사용하느냐.. 그건 다음 포스트에서 자세히 다루려고 합니다.
8. 총 정리 및 공인 A B C는 외울 필요가 없다!!
다음에 배울 사설 IP 주소를 제외하면 실제로 사용 가능한 공인 IP 주소들은
A클래스 네트워크는 맨 앞자리 비트가 '0'이 유지되는 선에서 1.0.0.0~126.255.255.255(10.0.0.0~10.255.255.255는 사설 IP 주소라 제외)이며
B클래스 네트워크는 맨 앞자리 비트가 '10'이 유지되는 선에서128.0.0.0~191.255.255.255(172.16.0.0~172.31.255.255는 사설 IP 주소라 제외)
C클래스 네트워크는 맨 앞자리 비트가 '110'이 유지되는 선에서192.0.0.0~223.255.255.255(192.168.0.0~192.168.255.255는 사설 IP 주소라 제외)
모든 네트워크는 네트워크 주소, 브로도캐스트 주소를 할당할 수 없기에, 실제로 사용 가능한IP 주소는 '네트워크 크기 -2' 이다.
******** 중요 ********
사실 이 부분을 네트워크 공부를 막 시작하는 분들에게 꼭 말해주고 싶었습니다.
지금 이 포스트를 다 읽으면서 분명 한숨부터 나오실 거 잘 알고 있습니다.
그런데, 사실 이 공인 A B C D E 클래스는 외울 필요가 없습니다.
왜냐면 실제로는 IP주소가 부족해 사설 IP 주소를 가장 많이 사용하며, 또 실제론 A클래스, B클래스는 네트워크가 너~~무나 커서 할당을 거의 해주지 않고, 네트워크에 속하는 컴퓨터 수가 많으면 각 컴퓨터들이 발생시키는 브로드캐스트가 너무 많아 통신이 힘들어지므로 서브넷팅이라는 네트워크 나누기를 하기 때문입니다.
그리고 이런 공인 A B C D E 방식은 너무나 고정적이고, 비효율적이기에 실제론 CIDR(Classless Inter-Domain Rounting)방식이라고 해서 (예시) 143.12.53.0/28(143.12.53.0~143.12.53.15) , 143.12.54.32/27(0~31, 32~63) 이런식으로 맨 뒤에 서브넷마스크를 표현해서 사용합니다.
물론 시험에서는 A, B, C 클래스 네트워크의 범위를 물을 수도 있긴 하지만 이건 어디까지나 '사설 클래로'서 A클래스는 맨 앞 비트가 '0', B클래스는 '10', C클래스는 '110'인 것만 기억하면 선다지 문제에서 쉽게 정답을 고를 수 있을 겁니다.
그리고 문제를 내도 사설 네트워크 A, B, C 클래스를 묻습니다.(사설 IP 주소만 외우면, 나머지는 거의 다 공인 IP니까!)
그래서 사실 네트워크 엔지니어가 될 것이 아니라면
a) '아 이건 사설 IP 주소네, 이건 사설 IP 주소가 아니니 공인 IP 주소네' 와
b) 첫 번째는 네트워크 주소, 마지막은 브로드캐스트 주소, 네트워크에서 실제로 가능한 주소 개수는 '네트워크 - 2'
c) 서브넷 마스크를 통해 네트워크를 크기를 알 수 있기, + 시험용으로 사설네트워크 C, B클래스까지의 서브넷팅
만 할 수 있음 됩니다.
물론 네트워크 엔지니어가 되실 예정이라면
+ 그냥 모든 서브넷팅도 매우 매우 잘 해야겠지만 말이죠 ㅎㅎ
자 오늘은 이렇게 '공인 IP 네트워크 클래스', 'A B C D E와 네트워크 주소', '브로드캐스트 주소', '공인 IP와 사설 IP의 차이', '네트워크를 막 공부하기 시작한 분들을 위한 팁'을 알려드렸습니다.
알려드린 정보가 꼭 도움이 됐으면 좋겠으며, 도움이 되셨다면 따뜻한 댓글 달기 및 팔로우를 클릭해주시면 저에게 큰 힘이 돼 포스트 퀄리티 향상에 도움이 됩니다!
그럼 다음에 더 좋은 포스트로 찾아뵙겠습니다.
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