IP주소와 서브넷 마스크 + 예제 문제

 

1. 개요

IP주소는 네트워크 상에서 각 장치를 식별하기 위한 고유 주소이며
데이터가 목적지까지 도달하기 위해 반드시 필요

IP는 계층적으로 구성되어 있고 네트워크 주소 + 호스트 주소로 나뉨
또한 네트워크를 효율적으로 분할하기 위해 서브넷 마스크(Subnet Mask) 가 함께 사용됨

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2. IP주소의 구조

구분	내용
IP 버전	IPv4 (32비트, 4옥텟), IPv6 (128비트, 8그룹 16진수)
표기 방식	IPv4: 192.168.0.1 / IPv6: 2001:0db8::1
구성 요소	네트워크 ID + 호스트 ID
역할	네트워크 ID는 네트워크 구분, 호스트 ID는 해당 네트워크 내 장치 식별
단위	1옥텟 = 8비트 → IPv4 전체 32비트 (예: 192.168.10.25 → 11000000.10101000.00001010.00011001)

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3. IP주소 클래스(Class)

 

클래스	범위	기본 서브넷 마스크	특징
A 클래스	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	255.0.0.0 (/8)	대규모 네트워크용 (정부, 대기업 등)
B 클래스	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	255.255.0.0 (/16)	중형 네트워크용
C 클래스	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255	255.255.255.0 (/24)	소규모 네트워크용 (가정, 일반 기업)
D 클래스	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	-	멀티캐스트용
E 클래스	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255	-	연구·실험용

참고: 실제 인터넷에서 사용 가능한 주소는 A~C 클래스이며, D와 E는 특수 목적

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4. 서브넷 마스크 (Subnet Mask)

서브넷 마스크는 IP주소 중 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하기 위한 값
1은 네트워크 비트를, 0은 호스트 비트를 의미

예시:

IP 주소: 192.168.10.25  
서브넷 마스크: 255.255.255.0  

→ 255 부분은 네트워크 영역(1), 0은 호스트 영역(0)
→ 이 경우 앞의 24비트(192.168.10)가 네트워크, 마지막 8비트가 호스트

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5. CIDR 표기법

CIDR(Classless Inter-Domain Routing)은 기존의 클래스(A, B, C) 개념을 대신해 네트워크 비트 수를 /숫자 형태로 표현하는 방식
즉, / 뒤의 숫자는 “앞에서부터 몇 비트가 네트워크 영역인지”를 뜻함.

예시 설명

예시	설명
192.168.10.0/24	앞의 24비트는 네트워크, 나머지 8비트는 호스트 → 총 2⁸ = 256개의 주소 조합 (254개 사용 가능)
10.0.0.0/8	A클래스 기본 서브넷. 네트워크 8비트 + 호스트 24비트 → 2²⁴ = 16,777,216개 주소 조합
172.16.0.0/16	B클래스 기본 서브넷. 네트워크 16비트 + 호스트 16비트 → 2¹⁶ = 65,536개 주소 조합

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CIDR 계산 원리

• IPv4 주소는 항상 32비트(= 4옥텟)
• / 뒤 숫자는 네트워크 비트 수
• 남은 비트는 호스트 부분 → 호스트 수 계산 가능

CIDR	네트워크 비트	호스트 비트	전체 IP 수	사용 가능 IP 수(−2)
/24	24	8	2⁸ = 256	254
/25	25	7	2⁷ = 128	126
/26	26	6	2⁶ = 64	62
/27	27	5	2⁵ = 32	30
/28	28	4	2⁴ = 16	14

맨 처음 주소(모두 0)는 네트워크 주소, 맨 마지막 주소(모두 1)는 브로드캐스트 주소로 예약되어 사용 불가

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CIDR 정리

• CIDR 표기법은 유연한 네트워크 분할(Subnetting) 을 가능하게 함.
• / 뒤 숫자가 커질수록 네트워크는 세분화되고, 호스트 수는 줄어듬
• 예: /24 → /25 → /26 → /27 로 갈수록 네트워크는 2배씩 늘고, 각 네트워크 내 호스트 수는 절반씩 감소한다.

 

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6. 서브넷 분할

서브넷 분할은 호스트 부분에서 몇 비트를 ‘빌려서’ 네트워크로 바꾸는 것

즉, , 하나의 큰 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크(서브넷)로 나누는 과정

목표: 192.168.10.0 네트워크를 4개의 서브넷으로 나누기

항목	값
기본 서브넷 마스크	255.255.255.0 (/24)
필요한 서브넷 수	4개 → 추가 비트 2개 필요 (2² = 4)
새 서브넷 마스크	255.255.255.192 (/26)
각 서브넷 크기	64 IP 주소 (62개 사용 가능)
서브넷 범위	192.168.10.0 ~ 192.168.10.63 / 192.168.10.64 ~ 192.168.10.127 / 192.168.10.128 ~ 192.168.10.191 / 192.168.10.192 ~ 192.168.10.255

 

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비트를 빌린다는 뜻

• /24의 경우, 앞 24비트가 네트워크 / 뒤 8비트가 호스트
  • [ 네트워크 24비트 ][ 호스트 8비트 ]
• 여기서 호스트 비트 2개를 네트워크 비트로 빌리면
  • [ 네트워크 26비트 ][ 호스트 6비트 ]
• 즉, 네트워크가 2² = 4개로 늘어나고, 각 네트워크 안에서 쓸 수 있는 호스트 수는 2⁶ − 2 = 62개가 된다.

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새 서브넷 마스크가 255.255.255.192(/26)이 되는 이유

기존 /24는

11111111.11111111.11111111.00000000
→ 255.255.255.0

 

4개의 서브넷을 만들기 위해
→ 호스트 비트 8개 중 2비트를 네트워크 비트로 전환

11111111.11111111.11111111.11000000

 

마지막 옥텟 11000000을 10진수로 바꾸면

128 + 64 = 192

 

따라서 새로운 서브넷 마스크는

255.255.255.192 → /26

 

즉, 앞의 26비트가 네트워크 영역이고, 마지막 6비트가 호스트 영역이 됨
(2⁶ − 2 = 62개의 호스트 가능)

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왜 64씩 증가할까?

서브넷의 “증가 간격(블록 크기)”은 다음 공식으로 계산

256 − 서브넷 마스크의 마지막 옥텟 값 = 블록 크기

예시로 /26은

• 서브넷 마스크: 255.255.255.192
• 마지막 옥텟 = 192
• 블록 크기 = 256 − 192 = 64

즉,

192.168.10.0  
192.168.10.64  
192.168.10.128  
192.168.10.192

이렇게 64씩 증가하면서 4개의 네트워크 구간이 생성되는 것

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각 서브넷 상세 구조

서브넷 번호	네트워크 주소	브로드캐스트 주소	사용 가능한 IP 범위
1	192.168.10.0	192.168.10.63	192.168.10.1 ~ 192.168.10.62
2	192.168.10.64	192.168.10.127	192.168.10.65 ~ 192.168.10.126
3	192.168.10.128	192.168.10.191	192.168.10.129 ~ 192.168.10.190
4	192.168.10.192	192.168.10.255	192.168.10.193 ~ 192.168.10.254

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서브넷 분할 정리

• 호스트 비트를 네트워크로 빌릴수록 서브넷은 많아지고, 각 서브넷 내 호스트는 줄어듬
• 증가 단위(블록 크기) 는 256에서 마지막 옥텟 값을 뺀 수로 계산
• 네트워크 주소는 모든 호스트 비트가 0, 브로드캐스트 주소는 모든 호스트 비트가 1
• /24 → /25 → /26 → /27 로 갈수록 서브넷 수는 2배, 호스트 수는 절반이 됨

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7. 공인 IP와 사설 IP

구분	설명	예시
공인 IP (Public IP)	인터넷 서비스 제공업체(ISP)가 부여하는 고유 주소. 외부 인터넷 통신 가능.	예: 203.252.123.10
사설 IP (Private IP)	내부 네트워크에서만 사용되는 주소. 인터넷 직접 접속 불가.	예: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16

💡 사설 IP는 NAT(Network Address Translation)을 통해 공인 IP로 변환되어 외부와 통신

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8. 브로드캐스트 주소와 네트워크 주소

용어	의미	예시 (/24 기준)
네트워크 주소	네트워크 전체를 대표하는 주소. 모든 호스트 비트가 0.	192.168.10.0
브로드캐스트 주소	네트워크 내 모든 호스트에게 데이터 전송 시 사용. 모든 호스트 비트가 1.	192.168.10.255

 

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9. 핵심 요약

• IP주소 = 네트워크 ID + 호스트 ID
• 서브넷 마스크는 두 영역을 구분
• CIDR 표기법으로 유연한 서브넷 관리 가능
• 공인 IP ↔ 사설 IP 변환은 NAT를 통해 수행
• 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소는 예약되어 사용 불가

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10. 관련 개념 정리

개념	설명
게이트웨이 (Gateway)	내부 네트워크와 외부 네트워크를 연결하는 장치 (일반적으로 라우터)
DNS (Domain Name System)	도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 시스템
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)	IP주소를 자동으로 할당하는 프로토콜

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11. IP주소 계산 문제 예시

예제 1. 서브넷 개수와 호스트 수 구하기

문제
IP 주소가 192.168.10.0/26인 네트워크가 있다.
이 네트워크의
① 서브넷 개수
② 각 서브넷당 사용 가능한 호스트 수를 구하시오.

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풀이

1️⃣ /26 → 서브넷 마스크: 255.255.255.192
(기본 /24에서 2비트 추가 차용 → 2⁶⁴, 즉 블록 크기 64)

2️⃣ 서브넷 개수 계산
추가된 비트 수 = 2 → 서브넷 수 = 2² = 4개

3️⃣ 호스트 수 계산
남은 비트 = 6 → 호스트 수 = 2⁶ - 2 = 62개

4️⃣ 결과

항목	값
서브넷 수	4개
호스트 수 (서브넷당)	62개
서브넷 범위	192.168.10.0 /26192.168.10.64 /26192.168.10.128 /26192.168.10.192 /26

 

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예제 2. 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소 구하기

문제
IP 주소 172.16.35.200/20 의 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 구하시오.

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풀이

1️⃣ /20 → 서브넷 마스크: 255.255.240.0 → 네트워크 비트 20개, 호스트 비트 12개

11111111.11111111.11110000.00000000

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2️⃣ 블록 크기 계산
마지막 옥텟(세 번째)에서 네트워크 비트는 4개(11110000)
즉 남은 4비트가 호스트 영역.

블록 크기 = 256 − 240 = 16 ->따라서 세 번째 옥텟이 16 단위로 증가한다.

...0.0  
...16.0  
...32.0  
...48.0  
...64.0 ...

즉, 각 서브넷의 네트워크 주소는
172.16.0.0, 172.16.16.0, 172.16.32.0, 172.16.48.0, … 이런 식으로 생김

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3️⃣ 172.16.35.200은 어디에 속하나?

• 35는 16 × 2 = 32보다 크고, 16 × 3 = 48보다 작음
  → 즉, 32와 48 사이 구간에 속함

따라서
📍 네트워크 주소 = 172.16.32.0

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4️⃣ 브로드캐스트 주소 계산

하나의 블록 크기는 16이므로, 다음 네트워크 주소 바로 앞이 브로드캐스트 주소
→ 32 + 16 = 48 → 그 직전인 47이 마지막 네트워크 영역임.

네트워크: 172.16.32.0  
브로드캐스트: 172.16.47.255

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5️⃣ 유효 호스트 범위

네트워크와 브로드캐스트를 제외한 나머지가 실제 사용 가능한 호스트 범위다.

항목	값
네트워크 주소	172.16.32.0
브로드캐스트 주소	172.16.47.255
유효 호스트 범위	172.16.32.1 ~ 172.16.47.254

 

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풀이 팁 정리 

개념	공식 / 기억법
서브넷 개수	2ⁿ (n = 차용한 비트 수)
호스트 수	2ʰ - 2 (h = 남은 비트 수)
블록 크기	256 - (서브넷 마스크 해당 옥텟 값)
네트워크 주소	호스트 비트를 0으로 채운 값
브로드캐스트 주소	호스트 비트를 1로 채운 값

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