서브네팅 실습
서브네팅 실습¶
개요¶
이 문서에서는 서브네팅(Subnetting)의 실제 계산 방법과 다양한 실습 문제를 다룹니다. 서브네팅은 네트워크 설계와 관리의 핵심 기술로, 효율적인 IP 주소 할당과 네트워크 분할을 가능하게 합니다.
난이도: ⭐⭐⭐ 예상 학습 시간: 3-4시간 선수 지식: 06_IP_Address_Subnetting.md
목차¶
- 서브넷 계산 기초
- 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소, 호스트 범위
- 서브넷 분할 예제
- VLSM (Variable Length Subnet Mask)
- 서브넷 설계 문제
- 연습 문제
- 다음 단계
- 참고 자료
1. 서브넷 계산 기초¶
1.1 2의 거듭제곱 암기¶
서브네팅을 빠르게 계산하려면 2의 거듭제곱을 암기해야 합니다.
2^0 = 1 2^5 = 32 2^10 = 1,024
2^1 = 2 2^6 = 64 2^11 = 2,048
2^2 = 4 2^7 = 128 2^12 = 4,096
2^3 = 8 2^8 = 256 2^13 = 8,192
2^4 = 16 2^9 = 512 2^14 = 16,384
1.2 서브넷 마스크와 CIDR 표기¶
| CIDR | 서브넷 마스크 | 호스트 비트 | 사용 가능 호스트 |
|---|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 8 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 7 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 6 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 5 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 4 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 3 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 | 2 |
| /31 | 255.255.255.254 | 1 | 2 (Point-to-Point) |
| /32 | 255.255.255.255 | 0 | 1 (호스트 라우트) |
1.3 마법의 숫자 (Magic Number)¶
마법의 숫자는 서브넷의 크기를 나타내며, 계산을 빠르게 합니다.
마법의 숫자 = 256 - 서브넷 마스크의 마지막 옥텟 값
| 서브넷 마스크 | 마법의 숫자 | CIDR |
|---|---|---|
| 255.255.255.0 | 256 | /24 |
| 255.255.255.128 | 128 | /25 |
| 255.255.255.192 | 64 | /26 |
| 255.255.255.224 | 32 | /27 |
| 255.255.255.240 | 16 | /28 |
| 255.255.255.248 | 8 | /29 |
| 255.255.255.252 | 4 | /30 |
1.4 서브넷 계산 공식¶
서브넷 수 = 2^(서브넷 비트 수)
호스트 수 = 2^(호스트 비트 수) - 2
블록 크기 = 256 - 서브넷 마스크 값 (마지막 옥텟)
2. 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소, 호스트 범위¶
2.1 핵심 개념¶
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 192.168.1.0/24 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 네트워크 주소 : 192.168.1.0 (모든 호스트 비트 = 0) │
│ 첫 번째 호스트 : 192.168.1.1 │
│ 마지막 호스트 : 192.168.1.254 │
│ 브로드캐스트 주소 : 192.168.1.255 (모든 호스트 비트 = 1) │
│ 사용 가능 호스트 : 254개 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
2.2 계산 방법¶
예제: 192.168.1.100/26의 네트워크 정보 계산
Step 1: 서브넷 마스크 확인
/26 = 255.255.255.192
이진수: 11111111.11111111.11111111.11000000
Step 2: 블록 크기 계산
블록 크기 = 256 - 192 = 64
Step 3: 네트워크 주소 찾기
IP의 마지막 옥텟: 100
100 ÷ 64 = 1 (나머지 36)
네트워크 시작: 1 × 64 = 64
네트워크 주소: 192.168.1.64
Step 4: 브로드캐스트 주소 계산
브로드캐스트 = 네트워크 주소 + 블록 크기 - 1
= 64 + 64 - 1 = 127
브로드캐스트 주소: 192.168.1.127
Step 5: 호스트 범위 결정
첫 번째 호스트: 192.168.1.65
마지막 호스트: 192.168.1.126
사용 가능 호스트: 62개 (2^6 - 2)
2.3 시각적 이해¶
192.168.1.0/26 네트워크의 서브넷 분할
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 192.168.1.0/24 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 서브넷 1 │ 서브넷 2 │ 서브넷 3 │ 서브넷 4 │
│ .0 - .63 │ .64 - .127 │ .128 - .191 │ .192 - .255 │
│ /26 │ /26 │ /26 │ /26 │
│ │ │ │ │
│ 네트워크: .0 │ 네트워크: .64 │ 네트워크: .128│ 네트워크: .192│
│ 호스트: │ 호스트: │ 호스트: │ 호스트: │
│ .1 - .62 │ .65 - .126 │ .129 - .190 │ .193 - .254 │
│ 브로드:.63 │ 브로드:.127 │ 브로드:.191 │ 브로드:.255 │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
2.4 이진수로 계산하기¶
IP 주소: 192.168.1.100 = 11000000.10101000.00000001.01100100
서브넷 마스크: 255.255.255.192 = 11111111.11111111.11111111.11000000
↑↑
네트워크 비트
AND 연산 (네트워크 주소):
11000000.10101000.00000001.01100100 (IP)
& 11111111.11111111.11111111.11000000 (마스크)
= 11000000.10101000.00000001.01000000 = 192.168.1.64
OR 연산 (브로드캐스트 주소):
11000000.10101000.00000001.01000000 (네트워크)
| 00000000.00000000.00000000.00111111 (와일드카드)
= 11000000.10101000.00000001.01111111 = 192.168.1.127
3. 서브넷 분할 예제¶
3.1 /24 네트워크를 4개로 분할¶
문제: 10.0.0.0/24를 4개의 동일한 서브넷으로 분할
풀이:
4개의 서브넷 = 2^2 → 서브넷 비트 2개 추가 필요
새로운 CIDR: /24 + 2 = /26
각 서브넷 호스트: 2^6 - 2 = 62개
결과:
| 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 | 브로드캐스트 |
|---|---|---|---|
| 1 | 10.0.0.0/26 | 10.0.0.1 - 62 | 10.0.0.63 |
| 2 | 10.0.0.64/26 | 10.0.0.65 - 126 | 10.0.0.127 |
| 3 | 10.0.0.128/26 | 10.0.0.129 - 190 | 10.0.0.191 |
| 4 | 10.0.0.192/26 | 10.0.0.193 - 254 | 10.0.0.255 |
3.2 /16 네트워크를 16개로 분할¶
문제: 172.16.0.0/16을 16개의 서브넷으로 분할
풀이:
16개의 서브넷 = 2^4 → 서브넷 비트 4개 추가
새로운 CIDR: /16 + 4 = /20
각 서브넷 호스트: 2^12 - 2 = 4,094개
블록 크기: 256 - 240 = 16 (세 번째 옥텟에서)
결과:
| 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 |
|---|---|---|
| 1 | 172.16.0.0/20 | 172.16.0.1 - 172.16.15.254 |
| 2 | 172.16.16.0/20 | 172.16.16.1 - 172.16.31.254 |
| 3 | 172.16.32.0/20 | 172.16.32.1 - 172.16.47.254 |
| 4 | 172.16.48.0/20 | 172.16.48.1 - 172.16.63.254 |
| ... | ... | ... |
| 16 | 172.16.240.0/20 | 172.16.240.1 - 172.16.255.254 |
3.3 특정 호스트 수에 맞춘 서브넷¶
문제: 192.168.10.0/24에서 50개 호스트를 지원하는 서브넷 필요
풀이:
50개 호스트 지원 필요
2^5 - 2 = 30 (부족)
2^6 - 2 = 62 (충분)
호스트 비트: 6개
CIDR: /26
서브넷 마스크: 255.255.255.192
4. VLSM (Variable Length Subnet Mask)¶
4.1 VLSM이란?¶
VLSM은 서로 다른 크기의 서브넷을 사용하여 IP 주소를 효율적으로 할당하는 기법입니다.
전통적 서브네팅 (동일 크기) VLSM (가변 크기)
┌─────────┬─────────┐ ┌─────────────────┐
│ /26 │ /26 │ │ /25 │
│ 62 host │ 62 host │ │ 126 host │
├─────────┼─────────┤ ├────────┬────────┤
│ /26 │ /26 │ │ /27 │ /27 │
│ 62 host │ 62 host │ │30 host │30 host │
└─────────┴─────────┘ ├───┬────┴────────┤
│/30│ /28 │
IP 낭비 많음 │2 │ 14 host │
└───┴─────────────┘
IP 효율적 사용
4.2 VLSM 설계 원칙¶
- 큰 서브넷부터 할당: 가장 많은 호스트가 필요한 네트워크부터 시작
- 2의 거듭제곱 활용: 각 서브넷 크기는 2^n - 2
- 연속 주소 사용: 주소 공간을 연속으로 유지
4.3 VLSM 설계 예제¶
시나리오: 172.20.0.0/22를 다음 요구사항에 맞게 분할
| 부서 | 필요 호스트 수 |
|---|---|
| 영업부 | 200 |
| 개발부 | 100 |
| 인사부 | 50 |
| 경영지원부 | 20 |
| WAN 링크 1 | 2 |
| WAN 링크 2 | 2 |
Step 1: 크기순 정렬 및 서브넷 결정
| 부서 | 호스트 | 필요 비트 | 서브넷 | 실제 호스트 |
|---|---|---|---|---|
| 영업부 | 200 | 8 | /24 | 254 |
| 개발부 | 100 | 7 | /25 | 126 |
| 인사부 | 50 | 6 | /26 | 62 |
| 경영지원부 | 20 | 5 | /27 | 30 |
| WAN 링크 1 | 2 | 2 | /30 | 2 |
| WAN 링크 2 | 2 | 2 | /30 | 2 |
Step 2: 주소 할당
172.20.0.0/22 (1,022 사용 가능 호스트)
│
├─ 영업부: 172.20.0.0/24
│ ├─ 네트워크: 172.20.0.0
│ ├─ 호스트: 172.20.0.1 - 172.20.0.254
│ └─ 브로드캐스트: 172.20.0.255
│
├─ 개발부: 172.20.1.0/25
│ ├─ 네트워크: 172.20.1.0
│ ├─ 호스트: 172.20.1.1 - 172.20.1.126
│ └─ 브로드캐스트: 172.20.1.127
│
├─ 인사부: 172.20.1.128/26
│ ├─ 네트워크: 172.20.1.128
│ ├─ 호스트: 172.20.1.129 - 172.20.1.190
│ └─ 브로드캐스트: 172.20.1.191
│
├─ 경영지원부: 172.20.1.192/27
│ ├─ 네트워크: 172.20.1.192
│ ├─ 호스트: 172.20.1.193 - 172.20.1.222
│ └─ 브로드캐스트: 172.20.1.223
│
├─ WAN 링크 1: 172.20.1.224/30
│ ├─ 네트워크: 172.20.1.224
│ ├─ 호스트: 172.20.1.225 - 172.20.1.226
│ └─ 브로드캐스트: 172.20.1.227
│
└─ WAN 링크 2: 172.20.1.228/30
├─ 네트워크: 172.20.1.228
├─ 호스트: 172.20.1.229 - 172.20.1.230
└─ 브로드캐스트: 172.20.1.231
Step 3: 주소 사용 현황
172.20.0.0/22 주소 맵
.0 .64 .128 .192 .255
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
.0 │ 영업부 /24 │
├─────────────────────┼──────────┼────┬─────┤
.1 │ 개발부 /25 │ 인사부 │경영│ WAN │
│ │ /26 │/27 │/30 │
└─────────────────────┴──────────┴────┴─────┘
.2 │ (예약됨) │
├────────────────────────────────────────────┤
.3 │ (예약됨) │
└────────────────────────────────────────────┘
4.4 VLSM의 장단점¶
장점: - IP 주소 효율적 사용 - 네트워크 크기에 맞는 유연한 할당 - 라우팅 테이블 축약 가능
단점: - 설계 복잡성 증가 - 실수 시 주소 중복 가능 - 모든 라우터가 VLSM 지원 필요
5. 서브넷 설계 문제¶
5.1 소규모 사무실 설계¶
요구사항: - 공인 IP: 203.0.113.0/28 - 네트워크: 웹 서버(3대), 내부 서버(5대), 관리용(2대)
설계:
203.0.113.0/28 (14개 호스트 사용 가능)
│
├─ 웹 서버: 203.0.113.1 - 203.0.113.3
├─ 내부 서버: 203.0.113.4 - 203.0.113.8
├─ 관리용: 203.0.113.9 - 203.0.113.10
├─ 예약: 203.0.113.11 - 203.0.113.13
└─ 게이트웨이: 203.0.113.14 (마지막 호스트)
5.2 중규모 기업 네트워크¶
요구사항: - 네트워크: 10.100.0.0/16 - 본사: 1,000명 - 지사 A: 200명 - 지사 B: 150명 - 데이터센터: 500대 서버 - 향후 확장 고려
VLSM 설계:
| 구역 | 서브넷 | 호스트 범위 | 용량 |
|---|---|---|---|
| 본사 | 10.100.0.0/22 | 10.100.0.1 - 10.100.3.254 | 1,022 |
| 데이터센터 | 10.100.4.0/23 | 10.100.4.1 - 10.100.5.254 | 510 |
| 지사 A | 10.100.6.0/24 | 10.100.6.1 - 10.100.6.254 | 254 |
| 지사 B | 10.100.7.0/24 | 10.100.7.1 - 10.100.7.254 | 254 |
| 관리 VLAN | 10.100.8.0/26 | 10.100.8.1 - 10.100.8.62 | 62 |
| WAN 링크 | 10.100.8.64/30 | 10.100.8.65 - 10.100.8.66 | 2 |
| 예약 | 10.100.9.0/24+ | - | - |
5.3 네트워크 다이어그램¶
┌─────────────┐
│ Internet │
└──────┬──────┘
│
┌──────┴──────┐
│ Edge Router │
│ 10.100.8.65 │
└──────┬──────┘
WAN Link /30 │ 10.100.8.64/30
┌──────┴──────┐
│ Core Switch │
│ 10.100.8.1 │
└──────┬──────┘
┌──────────────┼──────────────┐
│ │ │
┌──────┴──────┐┌──────┴──────┐┌──────┴──────┐
│ 본사 ││ 데이터센터 ││ 지사 A │
│10.100.0.0/22││10.100.4.0/23││10.100.6.0/24│
│ 1,022 hosts ││ 510 hosts ││ 254 hosts │
└─────────────┘└─────────────┘└─────────────┘
6. 연습 문제¶
문제 1: 기본 서브넷 계산¶
다음 IP 주소의 네트워크 정보를 계산하세요.
a) 192.168.50.100/27
네트워크 주소: ____________
브로드캐스트 주소: ____________
호스트 범위: ____________
사용 가능 호스트 수: ____________
b) 10.20.30.200/21
네트워크 주소: ____________
브로드캐스트 주소: ____________
호스트 범위: ____________
사용 가능 호스트 수: ____________
c) 172.31.128.50/18
네트워크 주소: ____________
브로드캐스트 주소: ____________
호스트 범위: ____________
사용 가능 호스트 수: ____________
문제 2: 서브넷 분할¶
a) 192.168.100.0/24를 8개의 동일한 서브넷으로 분할하세요.
| 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 | 브로드캐스트 |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 | |||
| 5 | |||
| 6 | |||
| 7 | |||
| 8 |
b) 10.0.0.0/8에서 각각 16,000개 호스트를 지원하는 서브넷을 몇 개 만들 수 있나요?
문제 3: VLSM 설계¶
시나리오: 172.30.0.0/23을 다음 요구사항에 맞게 분할하세요.
| 네트워크 | 필요 호스트 |
|---|---|
| LAN A | 120 |
| LAN B | 60 |
| LAN C | 30 |
| LAN D | 10 |
| WAN 링크 1 | 2 |
| WAN 링크 2 | 2 |
설계 결과:
| 네트워크 | 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 | 브로드캐스트 |
|---|---|---|---|---|
| LAN A | ||||
| LAN B | ||||
| LAN C | ||||
| LAN D | ||||
| WAN 링크 1 | ||||
| WAN 링크 2 |
문제 4: 네트워크 설계 종합¶
시나리오: 당신은 새로운 회사의 네트워크를 설계해야 합니다.
- 할당된 네트워크: 10.50.0.0/20
- 요구사항:
- 영업부: 500명
- 기술부: 250명
- 관리부: 100명
- 서버팜: 60대
- DMZ: 20대
- 향후 3년간 30% 성장 예상
각 부서에 적절한 서브넷을 할당하고, 미래 확장을 고려한 설계를 하세요.
정답¶
문제 1 정답¶
a) 192.168.50.100/27
블록 크기: 256 - 224 = 32
100 ÷ 32 = 3 (나머지 4) → 시작: 96
네트워크 주소: 192.168.50.96
브로드캐스트 주소: 192.168.50.127
호스트 범위: 192.168.50.97 - 192.168.50.126
사용 가능 호스트 수: 30개
b) 10.20.30.200/21
/21 = 세 번째 옥텟에서 5비트 네트워크, 3비트 + 8비트 호스트
블록 크기(3rd 옥텟): 8
30 ÷ 8 = 3 (나머지 6) → 시작: 24
네트워크 주소: 10.20.24.0
브로드캐스트 주소: 10.20.31.255
호스트 범위: 10.20.24.1 - 10.20.31.254
사용 가능 호스트 수: 2,046개
c) 172.31.128.50/18
/18 = 두 번째 옥텟에서 2비트 네트워크
블록 크기(2nd 옥텟): 64
128 ÷ 64 = 2 → 시작: 128
네트워크 주소: 172.31.128.0
브로드캐스트 주소: 172.31.191.255
호스트 범위: 172.31.128.1 - 172.31.191.254
사용 가능 호스트 수: 16,382개
문제 2 정답¶
a) 8개 서브넷 분할
8 = 2^3 → 3비트 추가 필요
/24 + 3 = /27 (블록 크기: 32)
| 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 | 브로드캐스트 |
|---|---|---|---|
| 1 | 192.168.100.0/27 | .1 - .30 | 192.168.100.31 |
| 2 | 192.168.100.32/27 | .33 - .62 | 192.168.100.63 |
| 3 | 192.168.100.64/27 | .65 - .94 | 192.168.100.95 |
| 4 | 192.168.100.96/27 | .97 - .126 | 192.168.100.127 |
| 5 | 192.168.100.128/27 | .129 - .158 | 192.168.100.159 |
| 6 | 192.168.100.160/27 | .161 - .190 | 192.168.100.191 |
| 7 | 192.168.100.192/27 | .193 - .222 | 192.168.100.223 |
| 8 | 192.168.100.224/27 | .225 - .254 | 192.168.100.255 |
b) 16,000 호스트 서브넷
16,000 호스트 → 2^14 = 16,384 필요 → 14비트 호스트
CIDR: 32 - 14 = /18
10.0.0.0/8 → /18 서브넷 수: 2^(18-8) = 2^10 = 1,024개
문제 3 정답 (VLSM)¶
| 네트워크 | 서브넷 | 네트워크 주소 | 호스트 범위 | 브로드캐스트 |
|---|---|---|---|---|
| LAN A | /25 | 172.30.0.0/25 | 172.30.0.1 - .126 | 172.30.0.127 |
| LAN B | /26 | 172.30.0.128/26 | 172.30.0.129 - .190 | 172.30.0.191 |
| LAN C | /27 | 172.30.0.192/27 | 172.30.0.193 - .222 | 172.30.0.223 |
| LAN D | /28 | 172.30.0.224/28 | 172.30.0.225 - .238 | 172.30.0.239 |
| WAN 링크 1 | /30 | 172.30.0.240/30 | 172.30.0.241 - .242 | 172.30.0.243 |
| WAN 링크 2 | /30 | 172.30.0.244/30 | 172.30.0.245 - .246 | 172.30.0.247 |
7. 다음 단계¶
서브네팅을 충분히 연습했다면, 다음 주제로 넘어가세요.
다음 레슨¶
- 08_Routing_Basics.md - 라우팅 테이블, 정적/동적 라우팅
관련 레슨¶
- 06_IP_Address_Subnetting.md - IP 주소 기초
- 09_Routing_Protocols.md - RIP, OSPF, BGP
추천 실습¶
- 다양한 CIDR 조합으로 서브넷 계산 연습
- 실제 네트워크 환경에서
ip addr로 확인 - Packet Tracer에서 서브넷 구성 실습
8. 참고 자료¶
온라인 도구¶
학습 자료¶
- RFC 950 - Internet Standard Subnetting Procedure
- RFC 1878 - Variable Length Subnet Table
- Cisco Networking Academy - Subnetting
명령어 참고¶
# Linux/macOS - 네트워크 설정 확인
ip addr show
ifconfig
# 서브넷 계산 도구
ipcalc 192.168.1.0/24 # Linux
sipcalc 192.168.1.0/24 # Linux
# Windows
ipconfig /all
문서 정보 - 최종 수정: 2024년 - 난이도: ⭐⭐⭐ - 예상 학습 시간: 3-4시간