04. IPv4 (1) Classfull

 

 

참고 사이트:

- [Wikipedia] IPv4

- [위키백과] IPv4

- [Wikipedia] Classful network

- [정보통신기술용어해설] Link Local Address 링크 로컬 주소

- [위키백과] 루프백

- [Wikipedia] Private network

- [위키백과] 유니캐스트

- [위키백과] 멀티캐스트

- [위키백과] 브로드캐스트 (네트워킹)

- [리눅스 설치구축 및 운용 실무] NETWORK

 

 

 

▣ IPv4

네트워크는 분산되어 있는 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것을 의미한다. 공유(Share)를 목적으로 만들어졌으며, 미국 국방부1980년도에 만들어진 IPv4는 인터넷 프로토콜의 4번째 판이며, 전 세계적으로 사용된 첫 번째 인터넷 프로토콜이다. 또한 IPv6를 제외하고, 현재 인터넷에서 사용되는 유일한 프로토콜이다. IPv5도 존재하긴 하나 사용한 적은 없다.

IPv4는 패킷 교환 네트워크 상에서 데이터를 교환하기 위한 프로토콜이다. 제이터가 정확하게 전달될 것을 보장하지 않고, 주복된 패킷을 전달하거나 패킷의 순서를 잘못 전달할 가능성도 있다. 데이터의 정확하고 순차적인 전달은 그보다 상위 프로토콜인 TCP에서 (그리고 UDP에서도 일부) 보장한다.

IPv4의 주소체계는 총 12자리이며 네 부분으로 나뉜다. 각 부분은 8 bit 씩 묶어서 0~255까지 3자리의 수로 표현된다. (0.0.0.0 ~ 255.255.255.255) IPv4 주소는 32비트 (4바이트)로 구성되어 있으며, 현재 인터넷 사용자의 증가로 인해 주소공간의 고갈에 대한 우려가 높아지고 있다. 이에 따라 대안으로 128비트 주소체계를 갖는 IPv6가 등장하였다.

2011년 2월 4일부터 모든 IPv4 주소가 소진되어 IPv4의 할당이 중지되었다.

 

 

 

▣ Classful Network

 

네트워기준에 따라 IP 전체를 각각 묶어 분류해 놓는다. A부터 E까지 총 5개의 클래스로 나뉜다.

Class A~C : Unicast
Class D : Multicast
Class E : Reserved, 연구 목적으로 사용됨

0.0.0.0 : 인터넷을 대표하는 주소
255.255.255.255 : Broadcast 주소

 

 

Class	고정비트	네트워크 영역 (비트수)	나머지 영역 (비트수)	네트워크 수	시작 주소	끝 주소
Class A	0	8	24	128 (=2^7)	0.0.0.0	127.255.255.255
Class B	10	16	16	16,384 (=2^14)	128.0.0.0	191.255.255.255
Class C	110	24	8	2,097,152 (=2^21)	192.0.0.0	223.255.255.255
Class D (multicast)	1110	not defined	not defined	not defined	224.0.0.0	239.255.255.255
Class E (reserved)	1111	not defined	not defined	not defined	240.0.0.0	255.255.255.255

 

[출처] 한국인터넷정보센터(KRNIC) - IPv4주소란?

 

(1) 고정비트 (Leading bits)
ip 주소의 처음 8비트를 뜻한다. Class C의 경우, ip 주소의 첫 8비트는 1100 0000로 고정되어있다. 즉, Start address는 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000이며 End address는1100 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111이다.

(2) Size of network number bit field, Sizeof rest bit field
각각 network ID의 범위와 host ID의 범위를 뜻한다. Class C의 경우, 총 32비트 중 처음 24비트는 Network ID에 해당하고 나머지 8비트는 Host ID에 해당한다.

(3) 네트워크 수 (Number of networks)
class 내에서 나뉠 수 있는 총 네트워크의 수이다. 즉, class 내에 존재할 수 있는 Network ID의 수를 의미한다. Class C의 경우, Network ID의 범의가 24비트이다. 하지만 처음의 세 비트는 110으로 고정되어 있기 때문에 이를 제외한 21비트가 변할 수 있는 Network ID가 된다. 각 비트가 가질 수 있는 값은 0 또는 1이다. 따라서 변경할 수 있는 21비트의 총 가능한 경우의 수는 2^21. 이 값이 Class A 내에서 가능한 네트워크의 수가 된다.

(5) Address per network
하나의 LAN에 부여할 수 있는 호스트의 갯수이다. Network ID가 정해진 상태에서 가질 수 있는 IP 주소의 수를 뜻한다. Class C의 경우, Network ID가 24비트로 정해져 있기 때문에 나머지 8비트가 Host ID가 된다. Host ID의 비트는 고정되어 있는 값이 존재하지 않기 때문에 가능한 모든 경우의 수, 2^8가 가능한 호스트의 수가 된다.

(6) Total address in class
class 안에서 사용할 수 있는 ip의 갯수이다. 실제 Address per Network 값은 위의 값과 다르다. 첫 번째는 Network Address로 네트워크의 대표값, 마지막은 Network Broadcast로 네트워크 내의 방송용 주소 (해당 LAN 안에서 브로드캐스트)로 고정되어 있기 때문이다. 따라서, 해당 값에 -2를 해 준 결과값이 실제 Address per Network가 된다. (ex: Class C's Address per Network = 2^29 - 2)

(7) 시작 주소 (Start address), 끝 주소 (End address)
class에 해당하는 범위 내에서 시작값과 끝값을 의미한다.

 

 

 

Unicast : 컴퓨터 네트워크에서 유니캐스트(Unicast) 전송이란 고유 주소로 식별돤 하나의 네트워크 목적지에 메시지를 전송하는 방식을 말한다. Multicast : 컴퓨터 네트워크에서 멀티캐스트(Multicast)란 한번의 송신으로 메시지나 정보를 목표한 여러 컴퓨터에 동시에 전송하는 것을 말한다. Broadcast : 브로드캐스트(Broadcast)는 TCP/IP의 IPv4에서 같은 대역의 네트워크 주소를 가진 모든 호스트들에게 패킷을 정송하는 방식을 말한다. Network ID와 Host ID : IP 주소는 크게 두 부분으로 나뉜다. 하나는 네트워크 주소를 나타내는 Network ID, 그리고 다른 하나는 호스트의 고유 주소를 나타내는 Host ID이다. Network ID는 동일 네트워크를 대표하는 주소이므로, 동일 네트워크 상에 존재하는 호스트에 모두 동일하게 설정되어 야한다. 또한 이 값은 다른 네트워크상에 존재하는 Network ID와는 구분되어야 한다. 반면, Host ID는 개별 호스트의 고유 주소를 나타내는 것이기 때문에 반드시 각각의 호수트마다 고유한 ID가 할당되어야 한다. IP 주소는 Network ID와 Host ID가 결합하여 이루어지므로 결국 호스트에 할당된 개별 IP 주소는 모두 고유한 주소를 가지게 된다.