호스트 및 서브넷에서 서브넷 마스크를 계산하는 방법

호스트 및 서브넷 수식을 사용하여 서브넷 마스크를 계산하는 방법을 다룹니다. 우리가 계속 나아 가기 전에,우리는 두 가지 핵심 질문에 답해야합니다.

서브넷이란?

조직에 필요한 네트워크 및 호스트 또는 엔드포인트의 잠재적 수를 기반으로 조직에 주소 범위를 할당합니다. 현재 할당은 클래스없는 도메인 간 라우팅 할당 방법을 따릅니다. 그런 다음 조직은 서브넷이라는 프로세스를 사용하여 할당 된 주소 공간을 조직 내의 각 하위 네트워크에 대한 더 작은 할당으로 세분화합니다. 서브넷의 결과는 서브넷의 수가 증가하는 반면,사용 가능한 호스트 주소의 수는 감소합니다. 각 서브넷은 다음과 같이 알려져 있습니다.

왜 서브넷을 사용합니까?

서브넷을 사용하면 할당된 네트워크 주소를 조직 내의 각 네트워크에 더 적합한 더 작고 효율적인 할당으로 나눌 수 있습니다. 예를 들어,두 라우터 사이의 지점 간 링크는 두 개의 주소 만 필요하지만 랜 세그먼트는 서버,워크 스테이션,랩톱 및 와이파이 연결 모바일 장치와 같은 많은 호스트를 지원해야 할 수 있습니다.

서브넷 및 경로 요약은 함께 작동하여 라우팅 테이블의 크기를 줄임으로써 라우터를보다 효율적으로 만듭니다. 목적지에서 멀리 떨어진 라우터는 많은 주소 지정 세부 정보가 필요하지 않으므로 경로를 크게 요약 할 수 있습니다. 그러나 패킷이 대상 네트워크에 가까워지면 라우터에는 로컬 서브넷 마스크와 같은 더 많은 로컬 라우팅 정보가 필요합니다. 패킷의 대상 주소에 마스크를 적용 하 여 라우터는 대상 호스트를 포함 하는 특정 네트워크 세그먼트를 확인 하 고 제대로 패킷을 배달할 수 있습니다.

다음으로,네트워크 관리자가 아이피 주소 지정 및 서브넷에 대해 알아야 할 사항을 포함한 몇 가지 배경 정보를 살펴보겠습니다. 이 문제를 해결하는 데 필요한 몇 가지 기본 요소를 검토하는 것으로 시작하는 것이 좋습니다:

인터넷에서는 개인 주소를 사용할 때 고유해야 하고 개인 네트워크에서는 개인 주소를 사용할 때 고유해야 합니다.
아이피 4 주소는 각각 8 비트의 4 옥텟으로 구성된 32 비트입니다. 서브넷 마스크를 계산하려면 이진수로 변환하고 계산을 수행한 다음 점선 쿼드로 알려진 10 진수 표현으로 다시 변환합니다. 동일한 서브넷 절차가 작동합니다.
서브넷 마스크는 주소의 네트워크 부분과 해당 네트워크의 호스트 컴퓨터에 할당된 주소인 호스트 주소 범위를 식별하는 부분을 컴퓨터에 알려줍니다. 더 긴 서브넷 마스크(마스크에 1 비트가 더 많음)는 호스트 주소 블록 크기가 더 작은 서브넷을 만듭니다.
서브넷은 서브넷 마스크의 길이를 확장하여 대규모 네트워크를 더 작은 네트워크로 나눕니다. 이렇게 하면 서브넷당 호스트 수를 줄이면서 하위 네트워크 수가 증가합니다. 조직은 일반적으로 서로 다른 크기의 네트워크에 대해 여러 개의 서로 다른 서브넷 마스크를 사용합니다. 예를 들어 두 개의 장치만 있는 지점 간 링크는 31 비트 마스크를 사용합니다. 그러나 사무실 랜 또는 데이터 센터 랜은 더 많은 호스트를 허용하는 더 짧은 서브넷 마스크를 사용합니다. 서브넷의 수와 크기 사이의 균형을 결정하는 것은 아래에 설명되어 있습니다.
,오늘 없는 IP 주소 가변 길이 서브넷 마스크는 거의 독점적으로 사용,그리고 클래스 있는 IP 주소로 알려진 하나의 클래스 네트워크,클래스 B 네트워크는 클래스 C 네트워크에만 사용에 대한 인증 시험이나 이전 라우팅 프로토콜. 기본 게이트웨이는 장치(일반적으로 라우터)로,호스트는 로컬 랜에 없는 장치로 향하는 패킷을 보냅니다. 또한 할당된 서브넷 마스크를 사용하여 로컬 랜에 있는 것과 없는 것을 알 수 있습니다.
개인 아이피 주소(주석 요청 1918 주소라고도 함)는 오늘날 대부분의 네트워크에서 사용됩니다. 이러한 장치는 프록시 서버 또는 포트 주소 변환을 통해 인터넷과 통신해야 하는 경우 공용 아이피 주소로 변환해야 합니다.

호스트의 공식 사용

네트워크를 배치 할 때 일반적인 실제 질문은”네트워크에 필요한 서브넷 마스크는 무엇입니까?”이 질문에 답하기 위해 호스트의 공식을 사용하는 방법을 알아 보겠습니다.

호스트의 수식은 특정 서브넷 마스크가 있는 네트워크에서 허용되는 호스트 수를 알려줍니다. 호스트의 공식은 2 시간-2 입니다. 서브넷 마스크가 바이너리로 변환된 경우 서브넷 마스크에서 0 의 수를 나타냅니다. 첫 번째 및 마지막 주소는 네트워크를 식별하는 첫 번째 주소와 브로드캐스트 주소로 사용되는 마지막 주소가 예약되어 있습니다.

단계 1. 호스트 범위 찾기

호스트의 공식을 사용하려면 먼저 간단한 예를 살펴 보겠습니다. 주소 공간 192.168.0.0 을 사용할 계획이라고 가정 해보십시오. 현재 호스트가 20 개인 소규모 네트워크 서브넷이 있습니다. 그러나 이 네트워크는 내년에 300 개의 호스트로 성장할 것이며,향후 비슷한 크기의 여러 위치를 가질 계획이며 이 주소 공간을 사용하여 통신할 수 있도록 해야 합니다.

단일 네트워크 서브넷과 20 개의 호스트 만 사용하면 가장 간단한 방법은 255.255.255.0 을 서브넷 마스크로 사용하는 것입니다. 이것은 당신이 당신의 호스트에 대해 192.168.0.1 을 통해 192.168.0.254 를 가질 것이라는 것을 의미합니다. 주소 192.168.0.0 은 네트워크 서브넷 식별자로 예약되고 192.168.0.255 는 네트워크 브로드캐스트 주소에 예약됩니다.

단계 2. 이진

로 변환하지만 이 서브넷 마스크를 사용하기 전에 호스트의 수식을 적용해 보겠습니다. 이 시나리오에서 호스트의 수식을 사용하려면 서브넷 마스크 255.255.255 를 사용합니다.0 과 바이너리로 변환합니다. 이것은 당신에게 줄 것입니다:111111111 11111111 11111111 00000000.

보시다시피 서브넷 마스크에는 8 개의 0 이 있습니다. 이를 호스트의 수식과 함께 사용하려면 28-2 를 계산합니다. 이것은 256 에서 2 개의 예약 된 주소 또는 254 를 뺀 것입니다. 따라서 지정된 서브넷 마스크를 사용하면 254 개의 사용 가능한 호스트를 얻을 수 있습니다. 이는 현재 20 명의 사용자 네트워크에 적합하지만 향후 300 개의 호스트로 네트워크 확장을 지원하지 않습니다.

단계 3. 서브넷당 총 호스트 수를 계산

미리 계획하고 처음으로 최상의 서브넷 마스크를 선택해야 합니다. 이 기능을 사용하면 나중에 다시 돌아가서 이 네트워크의 모든 아이피 주소를 변경할 필요가 없습니다. 서브넷 마스크에 1 을 추가하면 네트워크 서브넷 당 호스트는 적지 만 네트워크 서브넷은 더 많습니다. 서브넷 마스크에서 1 을 제거하면 네트워크 당 더 많은 호스트를 얻을 수 있지만 네트워크는 적습니다. 후자는 우리가해야 할 일입니다.

이 작업을 수행하려면 서브넷 마스크를 만들기 위해 1 중 하나를 제거합시다:

11111111 11111111 11111110 0000000

십진수 또는 점선 쿼드 표현에서 이것은 255.255.254.0 입니다.

서브넷 마스크의 호스트 부분에 9 개의 0 이 있음을 의미합니다. 이 서브넷 마스크에 호스트의 수식을 적용하려면 29-2 를 계산합니다. 이 경우 호스트 주소의 수는 512 에서 2 또는 510 을 뺀 값입니다. 이는 현재 20 명의 사용자 네트워크와 300 명의 호스트에 대한 미래의 네트워크 및 호스트 기대치에 확실히 부합합니다.

이 정보를 고려할 때 네트워크에 가장 효율적인 서브넷 마스크가 255.255.254.0 이라는 것을 알고 있습니다. 각 서브넷에 대한 유효한 호스트 주소 범위는 주소를 점선 쿼드로 쓰는 제한으로 인해 두 범위로 작성되어야 합니다. 첫 번째 서브넷은 192.168.0.1~192.168.0.255 및 192.168.1.0~192.168.1.254 입니다. 192.168.0.0 은 서브넷을 식별하고 192.168.1.255 는 네트워크 브로드캐스트 주소입니다.

이것이 총 510 개의 사용 가능한 호스트에 도착하는 방법입니다.

단계 4. 서브넷 수 계산

이제 호스트의 수식을 이해했으므로 서브넷의 수식도 알아야 합니다. 호스트의 공식을 사용하여 랜에 적합한 호스트 수를 가지고 있다고 판단한다고해서 네트워크에 충분한 서브넷이 있다는 의미는 아닙니다. 서브넷의 수식이 어떻게 작동하는지 살펴 보겠습니다.

서브넷의 수식은 2 입니다. 위와 같은 예제를 보자,하지만 그것에 구축.

네트워크 192.168.0.0 을 사용하면 각각 300 개의 원격 사이트가 100 개 있을 것으로 예상됩니다. 어떤 서브넷 마스크를 사용해야합니까? 마지막 예에서 255.255.254.0 서브넷 마스크가 서브넷 당 510 개의 호스트를 제공한다는 것을 발견했습니다. 300 개를 지원하기에 충분했지만 동일한 서브넷 마스크가 적어도 100 개의 원격 사이트에 대한 네트워크를 제공합니까? 알아 보자.

단계 5. 총 서브넷 수 확인

서브넷 수는 초기 마스크가 확장된 비트 수(서브넷 비트라고도 함)를 계산하여 찾습니다. 초기 주소 할당은 255.255.0.0 의 마스크가있는 192.168.0.0 이었습니다. 호스트의 수식을 사용하여 255.255.254.0 의 서브넷 마스크를 선택했습니다. 두 마스크를 비교하고 서브넷 비트를 계산합시다.

바이너리로 변환하자:

255.255.0.0 = 11111111 11111111 00000000 00000000
255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000

새 마스크는 7 개의 서브넷 비트를 사용합니다. 서브넷의 공식을 사용하면 27=128 개의 네트워크가 생깁니다. 이것은 적어도 100,그래서 우리는 100 원격 네트워크에 대한 충분한 서브넷을 가지고있다. 즉,네트워크에 적합한 서브넷 마스크를 찾았습니다. 서브넷 마스크를 바이너리에서 10 진수로 변환하고 255.255.254.0 을 얻습니다.

서브넷 비트를 추가하면 서브넷 수가 2 배 증가하고 서브넷당 호스트 수가 2 배 감소합니다. 아래 표에서는 서브넷과 호스트 수를 보여 줍니다.

가변 길이 서브넷

대부분의 네트워크에는 가변 길이 서브넷 마스크라고도 하는 여러 가지 크기의 서브넷이 필요합니다. 이 작업은 더 큰 서브넷 중 하나(마스크가 짧은 서브넷)를 가져 와서 서브넷 알고리즘을 적용하여 쉽게 수행 할 수 있습니다. 네트워크에는 여러 다른 길이의 서브넷 마스크가 있으므로 이를 가변 길이 서브넷이라고 합니다.

위의 예제를 확장하면 대부분의 100 개 사이트에는 두 개의 지점 간 링크 또는 두 개의 호스트가 각각 있는 200 개의 서브넷이 필요하다고 가정해 보겠습니다. 우리는 255.255.254.0 의 서브넷 마스크로 시작합니다. 호스트의 공식을 사용하여 두 개의 호스트 비트가 필요합니다(22 – 2 = 4 – 2 = 2). 서브넷 마스크를 확장하면 이진 형식으로 다음과 같은 결과가 나타납니다:

255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000
255.255.255.252 = 11111111 11111111 11111111 11111100

서브넷 마스크는 7 비트로 확장되었습니다. 서브넷의 공식 2 를 사용하면 27=128 개의 서브넷이 있습니다. 이것은 우리의 모든 완 링크 충분하지 않습니다,그래서 우리는 다른 큰 서브넷과 같은 일을. 우리는 완 링크에 대한 하위 서브 넷 할 상위 두 개의 큰 서브넷을 예약하는 경우,우리는 256 포인트-투-포인트 링크에 대한 충분한 용량을 가질 것이다.

192.168.252.0 through 192.168.253.254: WAN subnets 0 through 127
192.168.254.0 through 192.168.255.254: WAN subnets 128 through 255

소매업에서와 같이 각 사이트에 호스트가 적은 소규모 원격 사이트가 많은 경우에도 동일한 프로세스를 사용할 수 있습니다.

라우팅 테이블 크기를 줄이고 라우터 효율성을 높이는 주소 요약을 사용할 수 있도록 서브넷을 사이트에 할당하는 것이 중요합니다.

클래스 없는 도메인 간 라우팅

단일 네트워크 접두사 및 마스크를 사용하여 여러 네트워크의 집계를 나타낼 수 있습니다. 이를 수퍼네팅이라고도 합니다. 주소 표현은 주소 및 마스크의 표현을 단순화합니다. 또한 네트워크 집계 및 주소 요약을 지원합니다.

서브넷 마스크 비트 수를 네트워크 주소에 추가합니다. 점선 표기법을 사용하여 주소와 마스크를 쓰는 대신 슬래시(/)와 서브넷 마스크의 비트 수를 추가합니다. 각각 300 개 이상의 호스트를 지원하는 100 개의 서브넷의 이전 예제에서는 서브넷 마스크에 23 비트가 포함되어 있습니다.

192.168.0.1 255.255.254.0
11000000 10101000 00000000 00000001 11111111 11111111 11111110 00000000
=
192.168.0.1/23

서브넷 접두사 계산

라우터는 프로세스의 일부로 서브넷 주소를 계산하여 패킷을 대상으로 전달하는 데 사용할 인터페이스를 결정합니다. 이 프로세스에서 이진 및 연산은 주소 및 해당 마스크에서 수행됩니다. 그 결과 모든 호스트 비트를 제거하는 서브넷 접두사가 생성됩니다. 라우터는 네트워크 접두사를 사용하여 접두사와 가장 일치하는 라우팅 테이블 항목(가장 긴 일치 또는 기본 경로)을 찾습니다. 패킷은 가장 일치하는 접두사와 연결된 인터페이스 밖으로 전달됩니다.

서브넷 마스크,접두사 및 라우팅 — 이 네트워크 다이어그램은 서브넷 마스크 계산 및 적절한 라우팅 절차를 나타냅니다.

위의 네트워크 다이어그램 및 차트에서 다음과 같이 가정 해 봅시다. 마스크와 주소 사이의 이진 및 연산을 사용하여 라우팅 테이블에서 조회할 경로 접두사를 결정합니다:

192.168.5.19 = 11000000 10101000 00000101 00010011
255.255.254.0 = 11111111 11111111 11111110 00000000
192.168.4.0 = 11000000 10101000 00000100 00000000

192.168.4.0 은 라우팅 테이블에서 찾은 다음 패킷을 전달한다. 패킷을 전송해야 하며 호스트 5.19 로 로컬 배달해야 합니다.

대규모 네트워크 설계

현실 세계에서는 이와 같은 대규모 네트워크를 처음부터 설계할 기회가 없을 것입니다. 그러나 대규모 네트워크 설계 기술은 여러 가지 이유로 가치가 있습니다:

이미 구현된 대규모 네트워크의 서브넷에 대한 이해.
; 그리고
인증 테스트에서 아이피 주소 지정 및 서브넷을 이해하고 이를 적용할 수 있음을 증명하기 위해 시스코 인증 네트워크 어소시에이션과 같은 인증을 사용하려면 이러한 기술을 적용하고 계산기없이 아이피 주소 지정을 계산해야 합니다.

서브넷을 이해하고 마스크,호스트 범위 및 서브넷을 오래 계산할 수 있어야 하지만 서브넷 계산기로 계산을 자주 확인합니다.