컴퓨터 네트워크 ) 클래스리스 주소 체계와 서브네팅, IP 주소를 알아보자.

클래스리스 주소 체계(classless addressing)

- 클래스 개념 없이 클래스에 구애받지 않고 네트워크의 영역을 나누고 호스트에게 IP 주소 공간을 할당하는 방식.
- 클래스풀 주소 체계보다 더 유동적이고 정교한 네트워크 구획 가능.
- 오늘날 주로 활용되는 방식. 

서브넷 마스크(subnet mask)

- 클래스 없이 IP 주소의 네트워크 주소, 호스트 주소를 구분하는 수단. - IP 주소상에서 네트워크 주소는 1, 호스트 주소는 0으로 표기한 비트열.  >> 네트워크 내의 부분적인 네트워크(서브네트워크 subnetwork)를 구분 짓는(마스크 mask) 비트열 이라고 생각해도 됨. - A, B, C 클래스의 기본 서브넷 마스크  >> A 클래스 : 255.0.0.0 (11111111.00000000.00000000.00000000)  >> B클래스 : 255.255.0.0 (11111111.11111111.00000000.00000000)  >> C클래스 : 255.255.255.0 (11111111.11111111.11111111.00000000) **서브넷 마스크 표기법 : CIDR 표기법   사이다?표기법  - 10진수로 직접 표기 = 255.255.255.0 같이.  - CIDR 표기법(Classless Inter-Domain Routing notation)  >> IP 조소/ 서브넷 마스크상의 1의 개수 형식으로 표기 ex ) C 클래스의 기본 서브넷 마스크는 255.255.255.0 이를 2진수로 표기하면  11111111.11111111.11111111.00000000(1이 총 24개) 따라서 /24 >> IP 주소 192.168.219.103과 서브넷 마스크 255.255.255.0 이면 192.168.219.103/24

서브네팅(subnetting)

- 서브넷 마스크를 이용해 클래스를 원하는 크기로 더 잘게 쪼개어 사용하는 것. - (서브넷 마스크 이용법) 서브넷 마스크로 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분짓는 방법.   >> IP 주소와 서브넷 마스크를 비트 AND 연산 -> 결과 = 네트워크 주소.   >> 비트 AND 연산(bitwise AND operation)이란? - 피연산자가 모두 1인 경우에는 1, 아닌 경우에는 0이되는 연산.

 

서브넷 계산기 검색하면 이렇게 계산기가 만들어져 있기 때문에 손으로 계산할 필요 X.

https://seb.kr/subnet/

간편 서브넷 계산기 - 개발자 도구

 

IP 주소
: 공인 IP 주소와 사설 IP 주소, 정적 IP 주소와 동적 IP 주소가 있다.

공인 IP 주소(public IP address)	사설 IP 주소(private IP address)
- 전 세계에서 고유한 IP 주소. - 네트워크 간의 통신. 이를테면 인터넷을 이용할 때 사용하는 IP 주소. - 공인 IP 주소는 ISP나 공인 IP주소 할당기관을 통해 할당.	- 사설 네트워크에서 사용하기 위한 IP주소. - 사설 IP 주소로 사용하도록 특별히 예약된 IP 주소 공간. >> 아래에 속한 IP주소라면 사설 IP 주소. * 10.0.0.0/8(10.0.0 - 10.255.255.255) * 172.16.0.0/12(172.16.0.0 - 172.31.255.255) * 192.168.0.0/16(192.168.0.0 - 192.168.255.255) - 사설 IP 주소의 할당 주체는 일반적으로 라우터(공유기)

 

- 사설 IP 주소는 호스트가 속한 사설 네트워크에서만 유효한 주소.
>> 얼마든지 다른 네트워크상의 사설 IP주소와 중복 가능.
>> 일반적으로 네트워크 간의 통신은 사설 IP 주소가 아닌 공인 IP 주소를 통해 이루어짐.

사설 IP 주소를 사용하는 호스트는 외부 네트워크와 어떻게 통신하나?
- 사설 네트워크 내에서만 유효한 사설 IP 주소는 네트워크를 나가는 순간 공인 IP 주소로 변환이 돼야 함.
이걸 가능하게 하는 기술이 바로 NAT(Network Address Traslation)   낫트~

- NAT(Network Address Traslation)
>> IP 주소 변환 기술 : 주로 사설 IP주소(네트워크 내부)와 공인 IP 주소(네트워크 외부)를 변환.
>> 대부분의 라우터와 (가정용)공유기는 NAT 기능 내장.
>> NAT를 통해 사설 IP 주소를 사용하는 여러 호스트는 그보다 적은 수의 공인 IP 주소를 공유할 수 있음. 

- 사설 네트워크의 패킷 속 사설 IP 주소는 공유기를 거쳐 공인 IP 주소로 변경. - 외부 네트워크의 패킷 속 공인 IP 주소는 공유기를 거쳐 사설 IP 주소로 변경.

- 공인 IP 주소와 사설 IP주소 확인 방법.
>> 현재 IP 주소 조회.
>> ipconfig(윈도우), ifconfig(맥 OS) 입력.
>> 만일 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16 중 하나가 보인다면, 이는 사설 IP 주소. 
>> 네이버 검색창에 "내 IP주소"를 입력하거나 구글 검색창에 "what is my ip address" 입력.
>> 네이버나 구글은 공인 IP 주소를 인식하기 때문에 공인 IP주소를 표시해 줌.

 

정적 IP 주소	동적 IP 주소
- 정적 할당 >> 호스트에 직접(수작업으로) IP 주소를 부여하는 방식. 이렇게 할당된 IP 주소가 바로 정적 IP 주소(static IP address). - 정적 IP 주소 부여하는 방법. >> 윈도우나 맥OS 등의 네트워크 설정에서 IP 주소를 수동으로 설정. >> 입력해야 하는 값들(기억해두자) : 일반적으로 부여하고자 하는 IP 주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이(라우터) 주소, DNS 주소 입력.	- 동적 할당 >> 호스트에 IP 주소를 프로토콜을 활용해 자동으로 할당하는 방식. IP 동적 할당에 사용되는 대표적인 프로토콜 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol). 이렇게 할당된 IP 주소를 동적 IP 주소(dynamic IP address). - DHCP를 통한 IP 주소 할당 >> 클라이언트와 DHCP 서버 간 메시지 송수신을 통해 할당이 이루어짐. * 클라이언트 : IP 주소를 할당받고자 하는 호스트. * DHCP 서버 : 호스트에게 IP 주소를 제공하는 호스트.   > DHCP 서버의 역할은 일반적으로 라우터(공유기)가 수행.   > 특정 호스트에 DHCP 서버 기능을 추가할 수도 있음.   > DHCP 서버는 클라이언트에게 할당 가능한 IP 주소 목록을 관리하다, 클라이언트 요청시 IP 주소를 할당.  >> DHCP로 할당받은 동적 IP 주소는 사용할 기간(임대기간)이 정해짐.  * 일반적으로 수 시간에서 수 일. * 임대 기간이 끝난 IP 주소는 다시 DHCP 서버로 반납.
>> 모든 IP 주소를 정적으로 할당해주기엔 무리가 있음. - 호스트의 수가 많아질 경우 관리 곤란. - 의도치 않게 잘못된 IP 주소를 입력할 수도 있고, 중복된 IP 주소를 입력할 수도 있기 때문. >> 그렇기 때문에 동적할당, 동적 IP 주소가 활용.

정적 IP 주소에서 게이트웨이란 무엇인가?
* 기본 게이트웨이
- 게이트웨이(gateway)의 일반적인 의미 : 서로 다른 네트워크를 연결하는 하드웨어적/ 소프트웨어적 수단.

IP주소 할당 맥락에서 사용되는 게이트웨이라 하는 용어는 기본 게이트웨이를 의미하는 경우가 많음.
- 기본 게이트웨이(default gateway)  
>> 호스트가 속한 네트워크 외부로 나가기 위한 기본적인 첫 경로(첫 번째 홉).
>> 네트워크 외부와 연결된 라우터(공유기)의 주소를 의미하는 경우가 많음.
>> IP 할당의 맥락에서 사용된 "게이트웨이"라는 용어는 기본 게이트웨이(라우터(공유기)의 주소)를 의미.


* DNS 주소
: 도메인 네임을 IP 주소와 변환해 주는 작업을 수행해 주는 특별한 서버 DNS 서버.
이 DNS 서버의 주소를 DNS 주소에 입력해 주면 됨. 
>> DNS 주소는 일반적으로 ISP가 자동으로 할당해 주는 경우가 많음. 

IP 주소 할당 과정에서 주고받는 메시지 4가지.
1. DHCP Discover.
2. DHCP Offer.
3. DHCP Request.
4. DHCP Acknowledgment(이하 DHCP ACK)

1. DHCP Discover (클라이언트 -> DHCP 서버)	- DHCP 서버를 찾는 메시지. - 브로드캐스트로 전송. - 클라이언트는 아직 IP 주소를 할당받지 못했기 때문에 송신지 IP 주소는 0.0.0.0으로 설정.
2. DHCP Offer (DHCP 서버 -> 클라이언트)	- 클라이언트에게 할당 가능한 IP 주소 정보를 제안하는 메시지. - 할당 가능한 IP 주소, 서브넷 마스크, 임대 기간 등의 정보들을 포함.
3. DHCP Request  (클라이언트 -> DHCP 서버)	- DHCP Offer 메시지에 대한 응답. - 아직까지 동적 IP 주소를 할당받지 못한 상태이기 때문에 브로드캐스트로 전송.
4. DHCP ACK (DHCP 서버 -> 클라이언트)	- 최종 승인과 같은 메시지. - DHCK ACK 메시지를 수신한 클라이언트는 이제 할당받은 IP 주소를 자신의 IP 주소로 설정 후 임대 기간 동안 IP 주소 사용할 수 있음.

>> 임대 기간 동안 IP 주소를 사용하다가 사용 기간이 모두 끝나면 원칙적으로는 IP 주소를 DHCP 서버에 반납하고 다시 동일한 방법으로 IP 주소를 재할당 받아야 하지만, 임대 갱신이라는 메시지를 통해 임대 기간을 연장할 수 있다.

** 임대 갱신(lease renewal)
- IP 주소 임대 기간이 끝나기 전에 임대 기간을 연장하는 것.
- 임대 기간이 끝나기 전에 기본적으로 두 차례 자동으로 수행.
- 자동 임대 갱신이 모두 실패하면 그때 IP 주소 반납.