IP 주소와 서브넷 마스크

IP 주소와 서브넷: 네트워크에서의 장치 식별과 분할

IP 주소는 인터넷에 연결된 각 장치를 고유하게 식별하기 위한 논리적인 주소입니다. 우편 시스템에서 집 주소와 같이, 데이터를 정확한 목적지로 보내기 위해 반드시 필요합니다. 서브넷은 이러한 IP 주소 공간을 더 작은 네트워크 영역으로 분할하는 개념입니다.

IP 주소 (IP Address)

IP 주소는 크게 두 가지 버전이 현재 사용되고 있습니다.

• IPv4 (Internet Protocol version 4):

  • 32비트로 구성되어 있으며, 8비트씩 네 부분으로 나누어 온점(.)으로 구분하여 표기합니다 (예: 192.168.1.100).
  • 각 부분은 0부터 255까지의 십진수 값을 가집니다.
  • 약 43억 개의 고유한 주소를 할당할 수 있지만, 인터넷에 연결되는 장치의 수가 폭발적으로 증가하면서 주소 고갈 문제에 직면해 있습니다.
  • IPv4 주소는 크게 네트워크 부분과 호스트 부분으로 나뉩니다. 네트워크 부분은 해당 장치가 속한 네트워크를 식별하고, 호스트 부분은 해당 네트워크 내에서 특정 장치를 식별합니다. 이 네트워크와 호스트 부분을 구분하는 기준은 서브넷 마스크를 통해 알 수 있습니다.

• IPv6 (Internet Protocol version 6):

  • 128비트로 구성되어 있으며, 16비트씩 여덟 부분으로 나누어 콜론(:)으로 구분하여 표기합니다 (예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334).
  • 각 부분은 16진수로 표현됩니다.
  • 거의 무한대에 가까운 주소를 할당할 수 있어 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 도입되었습니다.
  • IPv6 역시 네트워크 부분과 인터페이스 식별자(호스트 부분과 유사)로 나뉩니다.

서브넷 (Subnet)

서브넷(Subnetwork)은 하나의 큰 네트워크를 더 작고 관리하기 쉬운 여러 개의 하위 네트워크로 분할하는 것을 의미합니다. 이렇게 분할된 각각의 하위 네트워크를 서브넷이라고 부릅니다. 서브넷을 사용하는 주된 이유는 다음과 같습니다.

• 네트워크 성능 향상: 네트워크를 분할하면 브로드캐스트 트래픽의 범위를 제한하여 네트워크 혼잡을 줄이고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 브로드캐스트는 네트워크 내의 모든 장치에게 데이터를 전송하는 것인데, 네트워크가 클수록 브로드캐스트 트래픽이 증가하여 네트워크 자원을 불필요하게 소모하게 됩니다.
• 보안 강화: 각 서브넷에 대한 접근 제어를 통해 특정 서브넷 내의 자원에 대한 보안을 강화할 수 있습니다.
• 관리 효율성 증대: 네트워크를 작게 분할하면 관리 및 문제 해결이 더 용이해집니다. 특정 서브넷에서 문제가 발생했을 때 다른 서브넷에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
• IP 주소의 효율적인 사용: IP 주소 공간을 낭비 없이 효율적으로 사용할 수 있도록 합니다.

서브넷 마스크 (Subnet Mask)

서브넷 마스크는 IP 주소에서 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 데 사용됩니다. IPv4의 경우, IP 주소와 마찬가지로 32비트로 구성되어 있으며, 네트워크 부분에 해당하는 비트는 '1'로, 호스트 부분에 해당하는 비트는 '0'으로 설정됩니다.

예를 들어, IP 주소가 192.168.1.100이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0이라면:

• 255.255.255.0을 이진수로 표현하면 11111111.11111111.11111111.00000000이 됩니다.
• IP 주소 192.168.1.100과 서브넷 마스크를 비트 AND 연산하면 네트워크 주소를 얻을 수 있습니다.
  • 192.168.1.100 (이진수)
  • 255.255.255.0 (이진수)
  • ------------------------- (AND 연산)
  • 192.168.1.0 (네트워크 주소)

즉, 이 서브넷 마스크는 처음 24비트(192.168.1)가 네트워크 부분이고, 마지막 8비트(100)가 호스트 부분임을 나타냅니다. 이 네트워크 (192.168.1.0)에서는 마지막 8비트를 사용하여 254개(2^8 - 2, 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소 제외)의 장치에 IP 주소를 할당할 수 있습니다.

서브넷 마스크를 변경함으로써 네트워크와 호스트 부분의 길이를 조절하여 서브넷의 크기를 다양하게 설정할 수 있습니다. 이를 서브넷팅(Subnetting)이라고 합니다. 서브넷팅을 통해 조직의 규모나 네트워크 구성에 맞게 IP 주소 공간을 효율적으로 관리할 수 있습니다.

IPv6에서는 서브넷 마스크 대신 프리픽스 길이(Prefix Length)를 사용하여 네트워크 부분을 나타냅니다. IP 주소 뒤에 슬래시(/)와 함께 프리픽스 길이를 표기합니다 (예: 2001:0db8:85a3::/48). 이는 처음 48비트가 네트워크 프리픽스임을 의미합니다.

요약하자면, IP 주소는 네트워크 상에서 장치를 식별하는 고유한 주소이며, 서브넷은 이러한 IP 주소 공간을 효율적으로 관리하고 네트워크 성능 및 보안을 향상시키기 위해 네트워크를 더 작은 단위로 분할하는 개념입니다. 서브넷 마스크(IPv4) 또는 프리픽스 길이(IPv6)는 IP 주소에서 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 역할을 합니다.