서브넷

Subnet
위상수학의 서브넷에 대해서는 서브넷(수학)을 참조하십시오.
호스트 식별자를 분할하여 서브넷 생성

하위 네트워크 또는 하위 네트워크는 IP 네트워크의 논리적 하위 영역입니다.[1]: 1, 16 네트워크를 둘 이상의 네트워크로 나누는 관행을 서브넷화(subneting)라고 합니다.

동일한 서브넷에 속한 컴퓨터는 동일한 그룹의 IP 주소로 주소를 지정합니다.그러면 IP 주소가 네트워크 번호 또는 라우팅 접두사, 나머지 필드 또는 호스트 식별자의 두 필드로 논리적으로 분할됩니다.휴식 필드는 특정 호스트 또는 네트워크 인터페이스의 식별자입니다.

라우팅 접두사는 네트워크의 첫 번째 주소로 표현될 수 있으며, CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 표기법으로 쓰여지고 슬래시 문자(/) 뒤에 접두사의 비트 길이로 끝납니다.예를 들어 198.51.100.0/24는 지정된 주소에서 시작하는 인터넷 프로토콜 버전 4 네트워크의 접두사로, 네트워크 접두사에는 24비트가 할당되고 나머지 8비트는 호스트 주소 지정에 예약됩니다.198.51.100.0 ~ 198.51.100.255 범위의 주소가 이 네트워크에 속하며 서브넷 브로드캐스트 주소는 198.51.100.255입니다.IPv6 주소 규격 2001:db8::/32는 32비트 라우팅 접두사를 가진 2개의96 주소를 가진 큰 주소 블록입니다.

IPv4의 경우, 네트워크는 서브넷 마스크 또는 넷마스크로 특징지어질 수 있습니다. 이것은 네트워크의 임의의 IP 주소에 비트 와이즈 AND 연산에 의해 적용될 때 라우팅 접두사를 산출하는 비트마스크입니다.서브넷 마스크는 IP 주소와 같이 도트 십진 표기법으로도 표현됩니다.예를 들어 접두사 198.51.100.0/24에는 서브넷 마스크 255.255.255.0이 있습니다.

트래픽은 소스 주소와 대상 주소의 라우팅 접두사가 다를 때 라우터를 통해 서브넷 간에 교환됩니다.라우터는 서브넷 간의 논리적 또는 물리적 경계 역할을 합니다.

기존 네트워크 서브넷화의 이점은 배포 시나리오에 따라 달라집니다.CIDR을 이용한 인터넷의 주소 할당 아키텍처와 대규모 조직에서는 주소 공간의 효율적인 할당이 필요합니다.서브넷화는 또한 대규모 조직에서 서브넷이 서로 다른 엔티티에 의해 관리적으로 제어될 때 라우팅 효율성을 향상시키거나 네트워크 관리에 이점이 있을 수 있습니다.서브넷은 계층 구조에서 논리적으로 배열될 수 있으며, 조직의 네트워크 주소 공간을 트리와 같은 라우팅 구조 또는 메쉬와 같은 다른 구조로 분할할 수 있습니다.

IMT2000 3GPP - 네트워크 어드레싱 및 라우팅

256개의 주소를 포함하는 IPv4 주소 공간 200.100.10.0/24를 각각 128개의 주소를 가진 200.100.10.0/25와 200.100.10.128/25라는 두 개의 작은 주소 공간으로 서브넷화하는 개념.

IP 네트워크에 참여하는 컴퓨터는 적어도 하나의 네트워크 주소를 가집니다.일반적으로 이 주소는 각 장치에 고유하며 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사용하는 네트워크 서비스에서 자동으로 구성하거나, 관리자가 수동으로 구성하거나, 상태 비저장 주소 자동 구성을 사용하는 운영 체제에서 자동으로 구성할 수 있습니다.

주소는 호스트를 식별하고 대상 라우팅의 네트워크에서 호스트를 찾는 기능을 수행합니다.가장 일반적인 네트워크 어드레싱 아키텍처는 IPv4(Internet Protocol version 4)이지만, 그 후속 아키텍처인 IPv6는 약 2006년 이후 점점 더 많이 배포되고 있습니다.IPv4 주소는 32비트로 구성됩니다.IPv6 주소는 128비트로 구성됩니다.두 아키텍처 모두에서 IP 주소는 네트워크 접두사와 호스트 식별자의 두 가지 논리적 부분으로 구분됩니다.서브넷의 모든 호스트는 동일한 네트워크 접두사를 가집니다.이 접두사는 주소의 가장 중요한 비트를 차지합니다.네트워크 내에서 접두사에 할당된 비트 수는 네트워크 아키텍처에 따라 서브넷 간에 다를 수 있습니다.호스트 식별자는 고유한 로컬 ID이며 로컬 네트워크의 호스트 번호이거나 인터페이스 식별자입니다.

이 어드레싱 구조를 사용하면 발신 호스트와 수신 호스트의 네트워크 접두사가 다를 경우 라우터라고 하는 특수 게이트웨이 컴퓨터를 통해 여러 네트워크에 걸쳐 IP 패킷을 대상 호스트로 선택적으로 라우팅하거나, 동일한 경우 로컬 네트워크의 대상 호스트로 직접 전송할 수 있습니다.라우터는 서브넷 간에 논리적 또는 물리적 경계를 구성하고 서브넷 간의 트래픽을 관리합니다.각 서브넷은 지정된 기본 라우터에 의해 서비스되지만 내부적으로 네트워크 스위치에 의해 상호 연결된 여러 물리적 이더넷 세그먼트로 구성될 수 있습니다.

주소의 라우팅 접두사는 IP 주소에 사용되는 것과 같은 형태로 쓰여진 서브넷 마스크에 의해 식별됩니다.예를 들어 IPv4 주소의 가장 중요한 24비트로 구성된 라우팅 프리픽스의 서브넷 마스크는 255.255.255.0으로 기록됩니다.

네트워크 접두사의 현대적인 표준 사양은 IPv4와 IPv6 둘 다에 사용되는 CIDR 표기법입니다.접두사에서 비트 수를 세고 슬래시(/) 문자 구분 기호 뒤에 해당 숫자를 주소에 추가합니다.이 표기법은 CIDR(Classless Inter-Domain Routing)과 함께 도입되었습니다.[2]IPv6에서 네트워크 또는 라우팅 접두사를 나타내는 유일한 표준 기반 형식입니다.

예를 들어 서브넷 마스크가 255.255.255.0인 IPv4 네트워크 192.0.2.0은 192.0.2.0/24로 기록되며 IPv6 표기법 2001:db8::/32는 주소 2001:db8:: 및 해당 네트워크 접두사가 가장 중요한 32비트로 구성되어 있음을 나타냅니다.

IPv4의 클래스 풀 네트워킹에서, CIDR의 도입 이전에, 네트워크 프리픽스는 그것의 가장 높은 차수의 비트 시퀀스에 기초하여, IP 주소로부터 직접적으로 획득될 수 있었습니다.이것은 주소의 클래스(A, B, C)를 결정하고 따라서 서브넷 마스크를 결정합니다.그러나 CIDR이 도입된 이후 네트워크 인터페이스에 IP 주소를 할당하려면 주소와 서브넷 마스크라는 두 개의 매개 변수가 필요합니다.

IPv4 소스 주소, 관련 서브넷 마스크 및 대상 주소가 지정되면 라우터는 대상이 로컬로 연결된 네트워크에 있는지 원격 네트워크에 있는지 여부를 확인할 수 있습니다.대상의 서브넷 마스크는 필요하지 않으며 일반적으로 라우터에 알려지지 않습니다.[3]그러나 IPv6의 경우 온링크 결정이 세부적으로 다르므로 NDP(Neighbor Discovery Protocol)가 필요합니다.[4][5]인터페이스에 IPv6 주소를 할당하면 링크 로컬 주소를 제외하고 일치하는 온링크 접두사가 필요하지 않으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

로컬로 연결된 각 서브넷은 연결된 각 라우터의 라우팅 테이블에서 별도의 항목으로 표시되어야 하므로 서브넷화는 라우팅 복잡성을 증가시킵니다.그러나 네트워크를 신중하게 설계하면 트리 계층의 분기 내에서 더 멀리 떨어진 서브넷 집합에 대한 경로를 슈퍼 네트워크로 집계하여 단일 경로로 나타낼 수 있습니다.

인터넷 프로토콜 버전 4

참고 항목: IPv4 서브넷 참조

네트워크 접두사 결정

IPv4 서브넷 마스크는 32비트로 구성되며, 1(1)과 0(0) 블록의 시퀀스입니다.하나는 네트워크 접두사에 사용되는 주소의 비트를 나타내고 0의 후행 블록은 해당 부분을 호스트 식별자로 나타냅니다.

다음 예제에서는 네트워크 접두사와 호스트 식별자를 주소(192.0.2.130) 및 관련 /24 서브넷 마스크(255.255.0)에서 분리한 것을 보여 줍니다.작업은 이진 주소 형식을 사용하여 표로 시각화됩니다.

이진 형태 도트 십진법 표기법
IP주소 11000000.00000000.00000010.10000010 192.0.2.130
서브넷 마스크 11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0
네트워크 접두사 11000000.00000000.00000010.00000000 192.0.2.0
호스트 식별자 00000000.00000000.00000000.10000010 0.0.0.130

IP 주소와 서브넷 마스크의 비트 와이즈 AND 연산의 결과는 네트워크 접두사 192.0.2.0입니다.호스트 부분(130)은 주소의 비트 와이즈 AND 연산과 서브넷 마스크의 보완에 의해 도출됩니다.

서브넷화

서브넷화는 호스트 부분의 상위 비트를 네트워크 접두사의 일부로 지정하고 서브넷 마스크를 적절하게 조정하는 프로세스입니다.이렇게 하면 네트워크가 더 작은 서브넷으로 분할됩니다.다음 다이어그램은 호스트 부분에서 네트워크 접두사로 2비트를 이동하여 이전 크기의 1/4씩 4개의 더 작은 서브넷을 형성함으로써 위의 예를 수정합니다.

이진 형태 도트 십진법 표기법
IP주소 11000000.00000000.00000010.10000010 192.0.2.130
서브넷 마스크 11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192
네트워크 접두사 11000000.00000000.00000010.10000000 192.0.2.128
호스트부분 00000000.00000000.00000000.00000010 0.0.0.2

특수 주소 및 서브넷

IPv4는 특수 주소 기능을 쉽게 인식할 수 있도록 특수 지정된 주소 형식을 사용합니다.더 큰 네트워크를 서브넷화하여 얻은 첫 번째 서브넷과 마지막 서브넷은 전통적으로 특별한 지정과 초기에는 특별한 사용 의미를 가지고 있었습니다.[6]또한 IPv4는 링크의 모든 호스트에 브로드캐스트 전송을 위해 All one 호스트 주소, 즉 네트워크 내의 마지막 주소를 사용합니다.

더 큰 네트워크를 서브넷화하여 얻은 첫 번째 서브넷은 서브넷 비트 그룹의 모든 비트가 0으로 설정됩니다.따라서 서브넷 0이라고 합니다.[7]더 큰 네트워크를 서브넷화하여 얻은 마지막 서브넷은 서브넷 비트 그룹의 모든 비트가 1로 설정됩니다.따라서 이를 올 원 서브넷이라고 합니다.[8]

IETF는 원래 이 두 서브넷의 운영 사용을 금지했습니다.접두사 길이를 사용할 수 없는 경우, 더 큰 네트워크와 첫 번째 서브넷의 주소가 같아 혼란을 초래할 수 있습니다.마지막 서브넷 끝에 있는 브로드캐스트 주소에서도 유사한 혼란이 발생할 수 있습니다.따라서 공중 인터넷에서 모든 0과 모든 0으로 구성된 서브넷 값을 예약하여 [9]서브넷별로 사용 가능한 서브넷의 수를 2개씩 줄이는 것이 좋습니다.이러한 비효율성은 제거되었으며, 이 관행은 1995년에 폐기된 것으로 선언되었으며 레거시 장비를 다룰 때만 관련이 있습니다.[10]

모든 0 및 모든 0 호스트 값은 서브넷의 네트워크 주소와 해당 브로드캐스트 주소에 대해 각각 예약되지만, CIDR을 사용하는 시스템에서는 세분화된 네트워크에서 모든 서브넷을 사용할 수 있습니다.예를 들어 /24 네트워크는 16개의 사용 가능한 /28 네트워크로 나눌 수 있습니다.각 브로드캐스트 주소(예: *.15, *.31, …, *.255)는 각 서브넷의 호스트 수만을 줄입니다.

서브넷 호스트 수

네트워크에서 사용 가능한 서브넷의 수와 가능한 호스트의 수를 쉽게 계산할 수 있습니다.예를 들어 192.168.5.0/24 네트워크는 다음과 같은 4개의/26 서브넷으로 세분화될 수 있습니다.이 과정에서 강조 표시된 두 개의 주소 비트는 네트워크 번호의 일부가 됩니다.

네트워크 네트워크(이진) 방송주소
192.168.5.0/26 11000000.10101000.00000101.00000000 192.168.5.63
192.168.5.64/26 11000000.10101000.00000101.01000000 192.168.5.127
192.168.5.128/26 11000000.10101000.00000101.10000000 192.168.5.191
192.168.5.192/26 11000000.10101000.00000101.11000000 192.168.5.255

서브넷 비트 이후 남은 비트는 서브넷 내의 호스트 주소 지정에 사용됩니다.위의 예에서 서브넷 마스크는 26비트로 구성되어 있으며 255.255.255.192가 되며 호스트 식별자에는 6비트가 남습니다.이를 통해 62개의 호스트 조합(2-26)을 사용할 수 있습니다.

일반적으로 서브넷에서 사용 가능한 호스트 수는 2-2이며h, 여기서 h는 주소의 호스트 부분에 사용되는 비트 수입니다.사용 가능한 서브넷 수는 2이며n, 여기서 n은 주소의 네트워크 부분에 사용되는 비트 수입니다.

31비트 서브넷 마스크의 경우 이 규칙에는 예외가 있는데,[11] 이는 호스트 식별자가 허용되는 두 개의 주소에 대해 1비트 길이밖에 되지 않는다는 것을 의미합니다.이러한 네트워크에서는 대개 점대점 링크(point-to-point link)를 통해 두 개의 호스트(endpoint)만 연결될 수 있으며 네트워크 및 브로드캐스트 주소의 사양은 필요하지 않습니다.

서브넷 마스크 및 IP 주소
마스크 IP 주소 호스트 넷마스크
/31 2 2 255.255.255.254
/30 4 2 255.255.255.252
/29 8 6 255.255.255.248
/28 16 14 255.255.255.240
/27 32 30 255.255.255.224
/26 64 62 255.255.255.192
/25 128 126 255.255.255.128
/24 256 254 255.255.255.0
/23 512 510 255.255.254.0
/22 1024 1022 255.255.252.0
/21 2048 2046 255.255.248.0
/20 4096 4094 255.255.240.0
/19 8192 8190 255.255.224.0
/18 16384 16382 255.255.192.0
/17 32768 32766 255.255.128.0
/16 65536 65534 255.255.0.0

인터넷 프로토콜 버전 6

참고 항목: IPv6 서브넷 참조

IPv6 주소 공간의 설계는 IPv4와 크게 다릅니다.IPv4에서 서브넷화를 수행하는 가장 큰 이유는 특히 기업에서 사용할 수 있는 비교적 작은 주소 공간의 활용 효율성을 향상시키기 위함입니다.IPv6에는 이러한 제한이 없습니다. 최종 사용자가 사용할 수 있는 큰 주소 공간은 제한 요소가 아니기 때문입니다.

IPv4에서와 마찬가지로 IPv6의 서브넷화는 가변 길이 서브넷 마스킹(VLSM)과 클래스리스 도메인 간 라우팅 방법론을 기반으로 합니다.글로벌 할당 공간 간에 트래픽을 라우팅하고 서브넷과 인터넷 간의 고객 네트워크 내에서 트래픽을 라우팅하는 데 사용됩니다.

호환 IPv6 서브넷은 항상 호스트 식별자에 64비트의 주소를 사용합니다.[12]따라서 주소 크기가 128비트이므로 /64 라우팅 접두사를 가집니다.기술적으로 더 작은 서브넷을 사용하는 것은 가능하지만 [13]상태 비저장 주소 자동 구성을 위해 64비트가 필요하기 때문에 이더넷 기술을 기반으로 하는 로컬 영역 네트워크에서는 비현실적입니다.[14]Internet Engineering Task Force(인터넷 엔지니어링 태스크 포스)는 호스트가 두 개뿐인 점 대 점 링크에 /127 서브넷을 사용할 것을 권장합니다.[15][16]

IPv6는 브로드캐스트 트래픽이나 네트워크 번호에 대한 특수한 주소 형식을 구현하지 않으므로 서브넷의 모든 주소를 호스트 주소 지정에 사용할 수 있습니다.[17]모든 0 주소는 서브넷 라우터 애니캐스트 주소로 예약됩니다.[18]서브넷 라우터 애니캐스트 주소는 서브넷에서 가장 낮은 주소이므로 "네트워크 주소"로 보입니다.라우터가 동일한 링크에 여러 서브넷을 가지고 있는 경우, 라우터는 해당 링크에 여러 서브넷 라우터 애니캐스트 주소를 가지고 있습니다.[19]네트워크 또는 서브넷의 첫 번째 주소와 마지막 주소는 개별 호스트에 할당할 수 없습니다.

이전에는 IPv6 고객 사이트의 권장 할당은 48비트(/48) 접두사가 있는 주소 공간이었습니다.[20]그러나 이 권장 사항은 56비트 접두사를 사용하는 등 블록 크기가 작은 것을 권장하도록 수정되었습니다.[21]가정용 고객 네트워크의 또 다른 공통 할당 크기는 64비트 접두사를 사용합니다.

참고 항목

참고문헌

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  3. ^ R. Braden, ed. (October 1989). Requirements for Internet Hosts -- Communication Layers. Network Working Group IETF. sec. 3.3.1. doi:10.17487/RFC1122. RFC 1122. RFC 1349, RFC 4379, RFC 5884, RFC 6093, RFC 6298, RFC 6633, RFC 6864, RFC 8029에 의해 업데이트되었습니다.
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  7. ^ "Document ID 13711 - Subnet Zero and the All-Ones Subnet". Cisco Systems. 2005-08-10. Archived from the original on 2014-02-09. Retrieved 2010-04-23. the first [...] subnet[...], known as subnet zero
  8. ^ "Document ID 13711 - Subnet Zero and the All-Ones Subnet". Cisco Systems. 2005-08-10. Archived from the original on 2014-02-09. Retrieved 2010-04-23. [...] the last subnet[...], known as [...] the all-ones subnet
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추가열람

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