'후티와 떠나는 네트워크 여행' - 3장. IP주소와 서브넷 : 3.2

3.2장 서브넷팅(subnetting)

 

학습목표

- 서브넷 마스크(Subnet Mask)의 개념에 대해 알 수 있다.

- 망에 적합하게 서브넷팅을 진행할 수 있다.

 

 

서브넷팅(Subnetting)은 서브넷마스크(Subnet Mask)값을 변경하여 논리적으로 네트워크 단위를 분할하는 것을 말하는데 서브넷마스크는 IP주소를 지정 받은 노드가 어느 네트워크(집)에 소속되어 있는 지를 알려주는 특별한 값으로 규칙을 가지고 적용이 됩니다. 

이러한 서브넷팅은 IP주소의 효율적 사용 및 라우팅 테이블의 효율적 관리 또는 브로드캐스트 도메인을 분리할 때 등의 여러 가지 이유로 인해 사용을 하고 있습니다. 
서브넷팅을 알기 위해선 앞서 봤던 IP 주소 외에 서브넷 마스크(Subnet Mask)란 놈을 알아야 되는데 서브넷 마스크의 값에 따라 네트워크 주소(집 주소)가 달라지기 때문입니다.

 

 

[ 그림 3-2 서브넷팅 ] - 후티(출처)

 

 

클래스별 서브넷마스크 구조는 네트워크를 인식하는 Network ID부분과 하나의 대역에서 호스트에게 할당할 Host ID부분으로 나눌 수 있습니다. C Class의 경우 호스트에게 할당된 비트가 8bit로 하나의 C Class대역을 받으면 2의 8승개(256개)만큼 할당되므로 x.x.x.0~255까지이며 이 중 대역대의 첫 번째 주소인 x.x.x.0은 단일 IP주소가 아니라 네트워크 주소이며 마지막 주소인 x.x.x.255는 브로드캐스팅을 통해 예약되어 있는 주소입니다.
예를 들어 192.168.100.0 255.255.255.0을 사용하는 주소는 192.168.100.0 ~ 192.168.100.255까지 할당이 되어있고 실제 호스트에게 할당 가능한 주소는 192.168.100.1 ~ 192.168.100.254까지 254개의 호스트에게 할당이 가능합니다.

서브넷팅의 결과부터 보면 하나의 네트워크를 분할하기 위해서는 서브넷마스크 값의 호스트에게 할당된 비트 ‘0’을 비트 ‘1’로 바꾸는 것을 말하며 이렇게 빌려온 비트 ‘1’의 개수에 따라 서브(하위)네트워크로 분할이 됩니다. 하나의 비트를 바꾸면 원래 한 집이었던 것이 두 개의 완전히 다른 집으로 분할이 되며 두 개의 비트를 바꾸면 네 개의 완전히 다른 집으로 분할이 됩니다.
여기서 분할하고자 하는 서브네트워크의 수는 2의 n승 이라는 공식이 나옵니다. 'n'의 의미는 서브넷 마스크 값의 비트 '0'을 비트 '1'로 빌려온 개수가 됩니다. 또한 호스트에게 할당된 비트 ‘0’의 개수는 줄어드니 하나의 네트워크에 할당되는 호스트 IP주소의 수는 줄어들게 되며 각 서브네트워크 당 할당 가능한 IP주소의 수는 2의 n승 - 2라는 공식이 나옵니다. 여기서 'n'의 의미는 서브넷 마스크 값에서 남아있는 비트 '0'의 개수가 됩니다. -2를 하는 이유는 대역대에서 첫 번째 주소와 마지막 주소는 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소로 할당할 수 없기 때문입니다.

아래 그림3-3을 보면서 서브넷팅이 되기 전, 후를 비교해 보겠습니다.

 

 

[ 그림3-3. 서브넷팅 전/후 비교 ] - 후티(출처)

 

 

A, B호스트는 서브네트워크로 분할되기 전에는 192.168.100.10주소를 가진 호스트와 192.168.100.150주소를 가진 호스트는 같은 한 집에 살았지만 호스트에게 할당된 8비트 중 1개의 ‘0‘비트를 빌려와 네트워크를 분할하기 위해 비트’1‘로 변경했습니다. 이럴 경우 원래 한 집이었던 것이 공식에 따라(2의 n승)완전히 다른 별개의 두 집으로 분할이 되고 각 집에서 사는 호스트는 주소에 따라 달라지게 됩니다. 위의 그림에서와 같이 분할이 된 후 192.168.100.10주소를 가진 호스트와 192.168.100.150을 가진 호스트는 완전히 분리된 다른 집에 살게 됩니다. 이 때 서브넷 마스크 값은 255.255.255.00000000에서 255.255.255.10000000(128)로 변경이 됩니다. 이진수 ’00000000’은 십진수 ‘0’이며 이진수 ‘10000000’는 십진수 ‘128’이 됩니다.

간단한 진법 변환은 다음에 진행되는 강좌를 참고하면 됩니다.   

만약 기업에 할당된 네트워크 주소가 192.168.100.0 255.255.255.0일 때 기업에 7개의 부서가 있고 하나의 부서 당 30노드에게 할당할 IP가 필요하다면 어떻게 해야 될까요? 

먼저 최소 7개의 서브네트워크로 분할이 되어야되기에 2의 n승 공식에 따라 호스트에 할당된 ‘0’비트 3개를 빌려오면 총 8개의 서브네트워크로 분할이 되겠습니다. 각 네트워크는 남아있는 비트 ‘0’의 개수인 5개 만큼 2의 5승개(32개)의 대역이 나오고 실제 할당가능한 IP주소의 범위는 2의 5승 - 2(30개)가 되고 이 때의 서브넷 마스크의 값은 255.255.255.11100000(224)가 되겠습니다. 

 

 

[ 그림 3-4. 서브넷팅 예시 ] - 후티(출처)

 

 

각 서브네트워크에서 할당 가능한 IP주소의 범위는 그림 3-4와 같으며 서브넷 마스크 값 255.255.255.0을 프리픽스(Perfix) 표기법으로 나타내면 /24로 표현할 수 있는데 /24의 의미는 서브넷마스크 값에서 비트 ‘1’의 개수가 됩니다. 그럼 후티와 함께 예제에서 구한 255.255.255.224는 /27로 표현할 수 있겠습니다.(255는 이진수 ‘11111111’입니다.)
192.168.100.0/24와 192.168.100.0 255.255.255.0은 같은 표현이며 통상 Prefix표기법으로 표현을 합니다. 192.168.100.0/27, 192.168.100.32/27 ~~ 이렇게 말입니다.

C Class의 경우 하나의 네트워크가 254개의 IP주소로 할당한 수가 적기에 그대로 많이 사용하고 B Class대역의 네트워크를 대부분 서브넷팅하여 사용하고 있습니다. 아직은 이해가 언뜻 되지 않을 수도 있는데 걱정하지 않아도 됩니다. 앞으로 실습을 진행하면서 자주 사용하다보면 자연히 알게 되는 내용이며 공식만을 외워도 충분히 서브넷팅을 할 수 있으며 게다가 서브넷 계산기도 있으니 괜찮습니다.

이 부분에서는 서브넷팅에 대한 간략한 이해와 공식 정도만 알고 있어도 충분하며 아래의 에듀쉐어 동영상을 참고하면 됩니다.

 

 

 

[ 에듀쉐어 edushare - 3.2.1 서브넷팅 1 ]

 

[ 에듀쉐어 edushare - 3.2.2 서브넷팅 2 ]

 

정리하기

서브넷 마스크값은 네트워크를 구분하는 특별한 값

서브넷팅은 네트워크를 분할하는 것

서브네트워크의 수 : 2의 n승

각 서브네트워크 당  할당 가능한 IP주소의 수 : 2의 n승 - 2

                         - 후티