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Chapter 4
IPv4 주소
▣ 학습목표(OBJECTIVES):
이더넷 MAC 주소와 IPv4 주소
와이어 샥 툴 다운로딩 후 실행(프로토콜 흐름 분석:www.wireshark.org)
유도 IP와 고정 IP
일반적인 주소공간 개념과 IPv4 주소공간 소개
클래스 기반 구조와 각 클래스에서 이용 가능한 주소 볼록
계층적 주소지정 개념과 클래스 기반 주소지정 시스템에서 이의 구현
클래스기반 구조에서 서브넷팅
클래스기반 주소지정 문제점을 해결한 클래스기반이 아닌 주소지정
특수 블록과 각 블록에서 특수 주소
NAT 기술과 이를 이용한 주소부족 문제 해결▣ 자신의 PC에서 이더넷 MAC 주소와 IPv4 주소 찾기 단계
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▣와이어 샥 툴 다운로딩 후 실행
www.wireshark.org 에서 다운로딩
이더넷 프로토콜 위에서 TCP/IP 프로토콜
흐름 분석
▣예제1: 인터넷 실행시 자신의 PC의 MAC주소와 IP 주소를 와이어샥툴에서 찾아라
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인터넷에 연결된 각 장치 식별자: IP 주소를 가짐(예;
라우터의 인터페이스 마다 IP주소)
IPv4 주소: 32 비트, IPv6: 128 비트
인터넷에서 유일한(unique) 식별자
(즉, 인터넷상에 두 개의 장치가 같은 주소를 가질 수 없음. 만일 그러면 패킷 전달시 목적지 못찾음)
2진 표기법, 16진 표기법, 점-10진 표기법
4-1 개요
2진 표기법과 점-10진(Dotted-decimal) 표기법
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IP 주소는 시작할 때 클래스(class) 개념 이용=>
주소의 관리 편리성
90년대 중반에 새로운 구조인 클래스기반이 아닌 주소지정(classless addressing) 방법 등장
먼저 클래스기반 주소지정(classful addressing) 방 법을 이해 한 후 클래스기반이 아닌 주소지정방법
4-2 클래스기반 주소지정
클래스 별 주소공간 점유
5개의 클래스(class)
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주소의 클래스 찾기:
4바이트의 주소중 첫째 바이트 값을 보면 알수 있음
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각 주소의 클래스를 나타내시오:
a. 227.12.14.87 b. 193.14.56.22
Solution
a. 첫 번째 바이트가
227 (224와 239사이)이면; 클래스 D.b. 첫 번째 바이트가 193 (192 와 223사이)이면; 클래스 C.
예제 4.2
A, B, C 클래스 주소의 Netid and hostid
클래스에 따라 netid와 hostid 길이가 다름
- netid: 라우팅시 네트워크 주소를 사용하는데 결정적으로 사용
- hostid: 목적지 주소가 있는 네트워크으로 전달되면 hostid로 전달 (편지배달시 우체국에서 우리학교까지 전달하면, 자세한 내용 보고 찾아
감: netid 경북 안동시 송천동 국립안동대학교 hostid 공과대학 정보 통신학과 정중수)
클래스 A에 있는 블록
1 바이트만 netid 지정
가장 왼쪽 비트 “0”
7 비트로 나타내는 블록의 수 27 = 128
블록에 속한 주소 수 = 16,777,216개: 매우 낭비 심함, 일반적으로 잘 사용안됨
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클래스 B의 블록
처음 두 비트가 클래스 지정: “10”
14비트로 지정할 수 있는 블록 수 214 = 16,384
블록에 속한 주소 수 65,536개 : 상당히 낭
비 심함, 일반적으로 큰 기관에 사용
▣ 클래스 C에 있는 블록
처음 세 바이트가 클래스 지정
처음 세 비트는 “110”
21비트로 지정할 수 있는 블록 수 221 = 2,097,152
블록에 속한 주소 수 256개:소규모기관, 학 교
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클래스 D에 있는 단일 블록
클래스 D는 멀티캐스팅을 위해 설계
인터넷상에 호스트들의 그룹을 지정하는데 사용
(강의등의 브로드캐스트와 다름)
클래스 기반 주소지정에서 2 단계 주소지정
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netid: 라우팅시 네트워크 주소 찾는데 결정적 요소
hostid: 라우팅시 해당 네트워크에 도달한 패킷이 최종 수신지 까지 도착하는데 결정적 요소
Class A= net_id 1 바이트 Class B= net_id 2 바이트 Class C= net_id 3 바이트
네트워크 주소
목적지로 패킷을 전송하는데 사용 - 네트워크 주소를 활용
Note
라우팅과 네트워크 주소 관계
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네트워크 마스크
목적지 주소를 이용하여 네트워크 주소를 찾 아내는데 사용
디폴트 마스크(default mask)라고도 함
디폴트 마스크를 이용하여 네트워크 주소 찾아내기
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라우터가 목적지 주소 201.24.67.32 패킷을 받았다. 라우터가 수신된 패킷의 네트워크 주소를 찾는 방법을 보여주시오.
Solution
주소의 클래스는 B 이므로, 라우터는 클래스 B의 디폴트 마스크인 255.255.0.0 를 적용한다.
예제 4.3
▣ 3단계 주소 지정: 서브넷팅
클래스 A나 B를 받은 조직이 보안과 관리를 더 잘하 기 위해 몇 개의 작은 서브네트워크로 나눌 필요
- 크래스 B의 네트워크 주소 한 개는 65,000여개 hostid가 부여되는데, 사실상 불가능, 따라서 서브네 팅함
- 서브네팅: hostid 비트중 필요한 개수를 netid로 할 당하여 hetid 영역 개수를 확장시킴
- 서브네팅시 디폴트 마스크는 hostid를 netid로 할 당하는 개수만큼의 “1”이 추가되어 바뀌는데 이를 서브넷 마스크라 함.
서브넷팅에서 각 서브네트워크는 자신의 서브네트워 크 주소를 갖는다
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네트워크 마스크와 서브넷마스크
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141.14.0.0 네트워크가 4개의 서브넷으로 나눌때 IP주소가 141.14.120.77일 때, 다음과 같이 서브넷 주소를 찾을 수 있다:
첫 번째, 두 번째, 네 번째 바이트의 값은 먼저 첫 번째 빠른 AND 연산으로 간단하게 계산하였다. 세 번째 바이트 값은 두 번째 빠른 AND 연산으로 계산하였다.
예제 4.4
예제 4.5
Router-A와 Router-C를 연결시 네트워크 Address 는 class C의 203.25 2.15.0 을 할당해야 된다고 가정하자. 이때 203.252.15.0인 네트워크 주 소를 “this network”라 한다.
1. 라우터에 접속된 네트워크는 두개이므로 서브네팅하여 보자.
2. 인터페이스마다 ip 주소를 할당하자.
Solution 1
각 Ethernet(보통 e로 표기)이나 Serial Link (보통 s로 표기) 에는 한 개 씩의 IP Network Address가 할당되어야 하는데 현재 IP Network
Address가 203.252.15.0 1개 밖에 없으므로 203.252.15.0을 서브넷팅 하여 여러 개의 Subnetwork Address로 나누어 사용하여야 한다.
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-이 상황에서는 적어도 Subnet이 2개 필요하다. hostid의 2개 비트를 netid로 할당하여야 한다. 가능한 수는 다음과 같다.
00: “this network”으로 할당 01: 활용가능한 서브넷팅된 주소 10: 활용가능한 서브넷팅된 주소 11: “broadcast network”으로 할당
-서브넷마스크는 255.255.255.192 이 된다.
- 즉, 255.255.255.192의 서브넷 마스크는 서브넷팅된다. 이 두 비트의 조합인 00,01,10,11 네 종류이다. 00 bit의 조합으로 구성된 203.252.15.0 네트워크는
“this network(전체네트워크를 의미함)”이므로 사용자에게는 할당하지 않는다.
11bit 의 조 합 으 로 구 성 된 203.252.15.192 네 트 워 크 도 “ broadcast network”으로 사용자에게는 할당하지 않는다.203.252.15.XX00 0000으로 서브넷팅 될 경우 서브넷마스크는 255.255.255.192이다.
따 라 서 IP Network Address 203.252.15.0 에 서 브 넷 마 스 크 255.255.255.192를 적용하면 Subnet Network Address는 다음과 같이 2개가 나온다.
Solution 1
Solution 1
Solution 2
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Ethernet Link에는 Subnet Network Address 인 203.252.15.64를 할당하고 Router-A의 Ethernet Interface에는 203.252.15.65를 할당하였다. Serial Link에는 203.252.15.128을 할당하고, Router-A의
Serial 0에는 203.252.15.129를, Router-C의 Serial 1에 는 203.252.15.130을 할당하였다.
예제 4.5 라우터에 할당된 IP 주소가 203.252.15.65이고 서브넷 마스크가 255.255.192.0일때 서브네트워크 주소는(네트워크 주소라고도 함)는?
Solution
IP주소와 서브넷 마스크의 AND 연산결과이다.
203. 252.15.65 AND 255.255.192.0 = 203.252.15.64
