네트워크 - IPV6 전환 기술, IPV4 주소체계 및 예제풀이

IPv6 전환기술

듀얼스택(Dual Stack, IPv4/IPv6)

하나의 Device에서 IPv4와 IPv6를 모두 운영하여 제어, 통신할 수 있는 방식

터널링(Tunneling, IPv6-IPv4-IPv6)

네트워크 자체는 IPv4 네트워크지만 들어갈 때는 데이터가 캡슐화되고, 나갈 때는 IPv6 데이터로 전송(역캡슐화)되는 구조

터널링 과정

1. IPv6 디바이스 IPv6 헤더만 포함
2. IPv4 네트워크를 거치며 IPv4 헤더를 추가(캡슐화, Encapsulation)
3. IPv6 디바이스에게 전달할 때 IPv4 헤더를 떼고 전달(역캡슐화, Decapsulation)

변환(Translation, IPv6 ↔️ IPv4)

Translator를 통해 변환. 프로그램에서 실제로 헤더가 변환되어야 하기 때문에 지연이나 다른 문제들이 발생할 수 있는 구조의 기술

IPV4 주소

32bit 주소체계

ex) 200.3.0.0

8bit씩 4개의 옥텟으로 구성된다. 10진수로 표기됨(한 옥텟이 0~255 사이의 값)

1개의 IP주소는 네트워크 ID와 호스트 ID로 나눌 수 있다

네트워크 ID

네트워크를 구분해주는 ID로 네트워크 ID가 같다면 같은 네트워크 상에 있다는 의미이다

같은 네트워크 상에 있다면 서로 자유롭게 통신을 할 수 있다

호스트 ID

해당 네트워크에 속한 사용자에게 부여하는 고유의 번호

호스트 ID의 비트 수가 서브넷의 호스트 갯수를 결정한다

호스트 갯수 = 2^(호스트 ID 비트 수)

실질적으로는 네트워크 주소(맨 앞)와 브로드 캐스트 주소(맨 뒤) 2개를 빼고 생각한다.

• 서브넷(네트워크) 주소
  서브넷(네트워크)의 첫번째 주소

• 브로드 캐스트 주소
  서브넷(네트워크)의 마지막 주소

서브넷 마스크 (Subnet Mask)

IP주소처럼 8bit씩 4개 옥텟으로 구성된다. 2진수 표현 시 앞자리가 모두 1이고 나머지는 모두 0으로 채워진다. IP주소로부터 서브넷 마스크와의 AND 연산을 통해 네트워크 ID를 구할 수 있다. 서브넷을 구분해주는 역할을 한다.

CIDR(Classless Inter-Domain Routing, 사이더)

클래스 없는 도메인간 라우팅 기법. 네트워크 구분을 클래스로 하지 않는다.

Class 체계보다 더 유연하게 IP주소를 여러 네트워크 영역으로 나눌 수 있게 되었다.

서브넷 마스크를 직접 정의한다. 슬래시 뒤의 숫자가 네트워크 ID의 bit

예시

200.3.0.0/23

• 서브넷 마스크
  => 255.255.254.0(11111111.11111111.11111110.00000000)

상위 23bit가 네트워크 ID이다. 나머지 9bit는 호스트 ID

한 네트워크 내에서 총 2^9(512)개의 host(사용자)를 가질 수 있다

• 2진수 변환

=> 11001000.00000011.00000000.00000000

이를 다시 2개의 subnet으로 쪼갤 수가 있다(1비트를 더 네트워크 ID로 사용함)

1. 200.3.0.0/24 (2^8 = 256개)
2. 200.3.1.0/24 (2^8 = 256개)

위의 서브넷을 다시 128개씩 4개 subnet으로 쪼갤 수가 있고, 다시 64개씩 8개 subnet으로 쪼갤 수있다.

예제

문제

할당 가능한 주소블럭이 200.3.0.0/23 일 때 각 서브넷에 할당할 주소블럭을 CIDR 표기법으로 나타내시오.

• 조건 1

  • A 서브넷 : 60개 호스트
  • B 서브넷 : 32개 호스트
  • C 서브넷 : 60개 호스트
  • D 서브넷 : 18개 호스트
  • E 서브넷 : 250개 호스트
  • F 서브넷 : 60개 호스트

• 조건 2

  • C 서브넷에는 200.3.1.4 를 포함.
  • F 서브넷에는 200.3.1.65 를 포함.

풀이

• 9bit가 호스트 주소(32(전체) - 23(네트워크 주소))

• 200.3.0.0~200.3.1.255 (512개)

  ⇒ 200.3.0.0/24(256개)와 200.3.1.0/24(256개)로 쪼개기

• E 서브넷은 250개 호스트 주소를 필요로 하고,
  C 서브넷과 F 서브넷이 각각 200.3.1.4, 200.3.1.65를 포함하므로,

  ⇒ E 서브넷 = 200.3.0.0/24

• 200.3.1.0/24에 나머지 주소블럭을 할당 가능하다.

  • 200.3.1.0/24를 다시 128개씩 쪼개면
    ⇒ 11111111.11111111.11111111.10000000
    200.3.1.0/25(128개)와 200.3.1.128/25(128개)

  • 다시 64개씩 쪼개기

    ⇒ 200.3.1.0/26(64개), 200.3.1.64/26(64개), 200.3.1.128/26(64개), 200.3.1.172/26(64개)

• 60개 호스트를 가지는 서브넷은 A, C, F 세 가지. 그 중 C 서브넷은 200.3.1.4를 포함하므로 다음과 같다.
  ⇒ C 서브넷 = 200.3.1.0/26

• F 서브넷은 200.3.1.65를 포함하므로,
  ⇒ F 서브넷 = 200.3.1.64/26

• A, B, D는 자유롭게 할당 가능

  • A 서브넷 = 200.3.1.128/26

  • B 서브넷은 32개 호스트, D 서브넷은 18개 호스트를 가지므로 남은 주소에서 다시 쪼갠다.

  • 32개씩 쪼개기

    • B 서브넷 = 200.3.1.192/27

    • D 서브넷 = 200.3.1.224/27

정답

E 서브넷 = 200.3.0.0/24

C 서브넷 = 200.3.1.0/26

F 서브넷 = 200.3.1.64/26

A 서브넷 = 200.3.1.128/26

B 서브넷 = 200.3.1.192/27

D 서브넷 = 200.3.1.224/27

예제 2

A기업에서는 서브네팅을 수행하여 IP주소를 관리하고, 네트워크를 구성하려고 한다. 서브네팅을 수행한 후, 그 결과에 대하여 다음 물음에 답하시오.

1) 210.82.10.0/24 네트워크를 각 서브 네트워크 당 50개의 호스트가 사용할 수 있도록 서브네팅을 수행할 때, 효율적인 서브넷 마스크(Subnet mask)를 제시하시오(10점)

호스트 ID = 8bit (2^8 = 256개 주소)

50보다 크거나 같은 2의 거듭제곱수 ⇒ 64(2^6)

256개 주소를 64개씩 네 개로 쪼갠다.

1. 128개씩 두 개 서브넷으로 쪼개기

   210.82.10.0/25, 210.82.10.128/25

2. 다시 64개씩 네 개 서브넷으로 쪼개기

   210.82.10.0/26, 210.82.10.64/26, 210.82.10.128/26, 210.82.10.192/26

문제에서는 서브넷 마스크(2진수 표현 시 앞자리 모두 1, 뒷자리 모두 0)를 제시하면 된다고 했기 때문에, 정답은 210.82.10.0/26

2) 1)을 수행할 때 분할된 서브 네트워크의 수를 적으시오(10점)

4개 서브넷(64개씩)

3) 서브네팅을 수행한 후, 세번째 서브 네트워크의 서브넷 주소와 브로드캐스트 주소를 제외한 호스트 IP주소의 범위를 제시하시오(20점)

세번째 서브 네트워크 = 210.82.10.128/26

네트워크 주소 = 서브넷 첫번째 주소 = 210.82.10.128

브로드캐스트 주소 = 서브넷 마지막 주소 = 210.82.10.191

호스트 IP주소의 범위 = 210.82.10.129 ~ 210.82.10.190