IPv4 주소의 구조와 클래스 이해하기

프리픽스는 주소 블록의 크기를 정합니다. CIDR은 과거의 고정된 주소 클래스보다 더 세밀한 분할을 가능하게 합니다.

사무실 네트워크를 설정하다가 예제에서 192.0.2.0/24를 보았습니다. 누군가는 이를 ‘클래스 C’라고 부릅니다. 실제로 크기를 알려 주는 부분은 무엇일까요? 오늘날 유용한 답은 프리픽스 길이, 즉 /24입니다. 과거의 클래스 명칭은 역사적 배경일 뿐, 설정을 직접 읽는 일을 대신할 수 없습니다.

아래 주소들은 문서용으로 예약된 범위에서 가져왔습니다. 계산을 설명하기 위한 것이며, 실제로 구축할 공용 네트워크가 아닙니다.

네 숫자가 하나의 32비트 주소를 나타낸다

IPv4는 32개의 이진 자릿수를 점으로 구분된 네 개의 십진수로 표기합니다. 각 묶음은 8비트를 나타내며 값은 0부터 255까지입니다. 점은 묶음을 구분할 뿐, 그 자체로 네트워크 프리픽스가 어디서 끝나는지 알려 주지는 않습니다.

그 경계를 알려 주는 것은 프리픽스 길이입니다. 192.0.2.0/24에서는 처음 24비트가 고정되고, 블록 안의 주소를 위한 8비트가 남습니다. 가변 비트 8개로 192.0.2.0부터 192.0.2.255까지 256가지 조합을 만들 수 있습니다. 이에 해당하는 마스크는 255.255.255.0입니다.

프리픽스 숫자가 작을수록 블록은 커진다

처음에는 표기 방식이 거꾸로처럼 느껴질 수 있습니다. 고정 프리픽스가 길수록 가변 비트는 적게 남습니다. /25에는 주소 128개, /24에는 256개, /22에는 1,024개가 들어 있습니다.

예제의 /24는 경계에 맞춰 두 절반으로 나눌 수 있습니다. 바로 192.0.2.0/25와 192.0.2.128/25입니다. 각 절반에는 고유한 프리픽스가 있습니다. 이 분할은 주소를 묶는 방식을 바꿀 뿐, 개별 IPv4 주소의 길이를 바꾸지는 않습니다.

일반적인 브로드캐스트 서브넷에서는 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 보통의 호스트 주소로 할당하지 않으므로, /24에는 호스트 주소 254개가 남습니다. ‘2를 뺀다’를 보편적인 규칙으로 삼아서는 안 됩니다. 점대점 링크는 /31을 사용할 수 있으며, 이 경우 두 주소 모두 끝점을 식별합니다.

클래스 A, B, C는 무엇이었을까?

초기의 클래스 기반 주소 체계는 고정된 구분을 사용했습니다. 클래스 A의 네트워크 프리픽스는 8비트, 클래스 B는 16비트, 클래스 C는 24비트였습니다. 주소의 앞쪽 비트가 클래스를 식별했습니다. 이 때문에 선택할 수 있는 블록 크기의 간격이 컸습니다. 조직에 필요한 주소 수가 어떤 블록 크기보다 많으면서도 바로 다음으로 큰 블록이 제공하는 수보다는 훨씬 적을 수 있었습니다.

과거의 클래스 D 범위는 그룹으로 트래픽을 보내는 멀티캐스트용입니다. 과거의 클래스 E 범위는 예약된 공간이며, 기업 호스트에 쓰는 또 하나의 일반 주소 풀이 아닙니다. IANA 주소 공간 등록부에는 특수 범위와 그 상태가 기록되어 있습니다.

현대 네트워크가 CIDR을 사용하는 이유

Classless Inter-Domain Routing, 즉 CIDR은 주소 클래스에서 고정된 크기를 추론하는 대신 프리픽스를 명시합니다. 이를 통해 설계자는 서로 다른 크기의 블록을 사용할 수 있고, 라우팅에서는 서로 호환되며 경계가 맞는 블록들을 집계할 수 있습니다. CIDR 명세는 주소 할당과 집계 모델을 설명합니다.

집계가 서로 무관한 주소들을 임의의 더 큰 경로로 묶어도 된다는 뜻은 아닙니다. 블록들은 이를 포함하는 프리픽스에 맞아야 하며, 라우팅 구성은 해당 목적지에 실제로 도달할 수 있도록 뒷받침해야 합니다. 깔끔한 스프레드시트만으로 동작하는 경로가 만들어지지는 않습니다.

네트워크를 바꾸기 전에 물어야 할 세 가지

• 설정된 프리픽스는 무엇인가? 첫 번째 숫자로 추측하지 말고 마스크나 프리픽스 길이를 읽어야 합니다.
• 어떤 주소가 할당되었거나 예약되었거나 아직 사용 중인가? 기록과 함께 실제 동작 중인 네트워크도 확인해야 합니다.
• 이 범위에 의존하는 다른 요소는 무엇인가? 경로, 방화벽 규칙, DNS, 원격 연결을 모두 살펴봐야 할 수 있습니다.

주소 관리 입문에서는 이러한 기록을 계속 유용하게 유지하는 방법을 설명합니다. 프리픽스는 기술적인 묶음을 설명합니다. 그 자체로 법적 소유자를 식별하거나 등록기관에 해당 프리픽스를 사용하는 네트워크에 대한 정치적 권한을 부여하지는 않습니다.

주소 계산만으로 더 큰 논쟁의 답이 나오지 않는 이유

CIDR은 기존의 32비트 공간을 더 유연하게 사용하지만, 그 공간을 무한하게 만들지는 않습니다. 그렇다고 유한한 수라는 사실만으로 운영자가 이용할 수 있는 주소나 가치 있는 투자가 무엇인지 알 수 있는 것도 아닙니다.

노트 45에서 Lu Heng은 주소 부족을 기관의 재량적 통제를 정당화하는 근거로 사용하는 데 이의를 제기합니다. 주소와 프리픽스가 실제로 하는 일을 이해하면, 독자는 기술적 조정 업무를 그것에 의존하는 모든 사람에 대한 권한과 혼동하지 않고 그 주장을 검토할 수 있습니다.