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네트워크 클래스

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1. 개요

네트워크 클래스는 초기 IPv4 주소 체계에서 네트워크의 크기에 따라 IP 주소를 A, B, C, D, E의 다섯 가지 클래스로 분류한 방식이다. 각 클래스는 네트워크 영역과 호스트 영역의 크기가 다르며, A 클래스는 대규모 네트워크, B 클래스는 중규모 네트워크, C 클래스는 소규모 네트워크에 적합하도록 설계되었다. D 클래스는 멀티캐스트, E 클래스는 예약된 주소로 사용되었다. 네트워크 클래스 방식은 더 많은 네트워크를 지원하기 위해 도입되었지만, IP 주소 고갈 문제를 완전히 해결하지 못하여 1993년경부터 클래스 없는 도메인 간 라우팅(CIDR) 방식으로 대체되었다.

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네트워크 클래스

2. 클래스 도입 이전

초기 32비트 IPv4 주소는 호스트가 연결된 특정 네트워크를 가리키는 8비트의 ''네트워크'' 영역과 해당 네트워크 내 호스트 주소를 가리키는 ''나머지'' 영역으로 단순하게 구분되었다.[1] 이 방식은 랜 (근거리 통신망) 도입 이전에 정해진 것으로, ARPANET과 같이 적은 수의 대규모 네트워크밖에 없던 시기에 고안되었다.[1]

원래 주소 정의에서 가장 중요한 8비트는 호스트가 연결된 특정 네트워크를 지정하는 ''네트워크 번호'' 필드였고, 나머지 24비트는 해당 네트워크에 연결된 호스트를 고유하게 식별하는 ''로컬 주소'', 즉 ''나머지 필드''였다.[1] 이 형식은 ARPANET(네트워크 번호 10)과 같은 소수의 대규모 네트워크만 존재하던 시기에는 충분했지만, 254개의 독립 네트워크만 지원하는 한계가 있었다.

클래스 도입 이전에는 나중에 Class A 네트워크로 알려진 대규모 블록만 사용할 수 있었다.[1] 그 결과, 인터넷 초창기 개발에 참여한 일부 조직은 각각 16,777,216개의 IP 주소를 할당받는 등 매우 큰 주소 공간을 할당받았다.

3. 클래스

IPv4 주소는 네트워크 크기에 따라 A, B, C, D, E의 다섯 가지 클래스로 분류되었다.[2] 각 클래스는 네트워크 영역과 호스트 영역의 크기가 다르다.

클래스  앞선 비트  네트워크 영역  나머지 영역
클래스 A    08    24
클래스 B    1016    16
클래스 C    11024    8
클래스 D (멀티캐스트)    1110
클래스 E (예약됨)    1111



각 클래스별 네트워크 수와 호스트 수는 다음과 같다.

클래스  앞선 비트  총 네트워크 수  네트워크당 주소 수
클래스 A    0    128    16,777,214
클래스 B    10    16,384    65,534
클래스 C    110    2,097,152    254



A 클래스는 대규모 네트워크, B 클래스는 중규모 네트워크, C 클래스는 소규모 네트워크에 적합하다. D 클래스는 멀티캐스트용, E 클래스는 예약된 주소이다.

클래스 도입으로 더 많은 네트워크를 지원할 수 있게 되었으나, IP 주소 고갈 문제는 여전히 존재했다. 많은 사이트에서 클래스 C 네트워크에서 제공하는 것보다 더 큰 주소 블록이 필요했기 때문에, 대부분의 경우 필요한 것보다 훨씬 큰 클래스 B 블록을 받았다. 인터넷의 급속한 성장으로 인해 할당되지 않은 클래스 B 주소 풀이 빠르게 고갈되고 있었다. 1993년부터 이 문제를 해결하기 위해 클래스 기반 네트워킹이 클래스 없는 도메인 간 라우팅(CIDR)으로 대체되었다.

3. 1. 클래스별 특징

클래스별 특징
클래스선두 비트네트워크 번호 비트 필드의 크기나머지 비트 필드의 크기네트워크 수네트워크당 주소 수클래스 내 총 주소 수시작 주소종료 주소점-십진 표기법의 기본 서브넷 마스크CIDR 표기법
클래스 A0824128 (27)16,777,216 (224)2,147,483,648 (231)0.0.0.0127.255.255.255255.0.0.0/8
클래스 B10161616,384 (214)65,536 (216)1,073,741,824 (230)128.0.0.0191.255.255.255255.255.0.0/16
클래스 C1102482,097,152 (221)256 (28)536,870,912 (229)192.0.0.0223.255.255.255255.255.255.0/24
클래스 D (멀티캐스트)1110정의되지 않음정의되지 않음정의되지 않음정의되지 않음268,435,456 (228)224.0.0.0239.255.255.255정의되지 않음/4[2]
클래스 E (예약됨)1111정의되지 않음정의되지 않음정의되지 않음정의되지 않음268,435,456 (228)240.0.0.0255.255.255.255정의되지 않음정의되지 않음


3. 1. 1. A 클래스

클래스 A 네트워크는 최상위 비트가 0으로 시작하며, 네트워크 번호에 8비트, 나머지 호스트 번호에 24비트를 사용한다. 총 128 (27)개의 네트워크를 가질 수 있으며, 각 네트워크당 16,777,216 (224)개의 주소를 할당할 수 있다. 클래스 A의 총 주소 수는 2,147,483,648 (231)개이다. 시작 주소는 0.0.0.0이고 종료 주소는 127.255.255.255이다. 점-십진 표기법의 기본 서브넷 마스크는 255.0.0.0이며, CIDR 표기법으로는 /8이다.

0nnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH 형태이며, 여기서 'n'은 네트워크 ID, 'H'는 호스트 ID를 나타낸다.

0.0.0.0/8과 127.0.0.0/8은 예약되어 있었으나, 127.0.0.0/8 네트워크는 루프백으로 지정되어 네트워크에 할당할 수 없다.[3] 각 네트워크에서 특정 호스트를 지정하는 데 사용 가능한 주소 수는 항상 2N - 2개이며 여기서 N은 나머지 필드 비트의 수 이다.

3. 1. 2. B 클래스

클래스 B는 10으로 시작하는 선두 비트를 가지며, 16비트의 네트워크 번호 필드와 16비트의 나머지 비트 필드를 가진다. 총 16,384 (214)개의 네트워크를 가질 수 있으며, 각 네트워크당 65,536 (216)개의 주소를 가질 수 있다. 클래스 B의 총 주소 수는 1,073,741,824 (230)개이다. 시작 주소는 128.0.0.0이고, 종료 주소는 191.255.255.255이다. 점-십진 표기법의 기본 서브넷 마스크는 255.255.0.0이며, CIDR 표기법으로는 /16이다.

비트 단위 표현은 다음과 같다.

  • ''n''은 네트워크 ID에 사용되는 비트를 나타낸다.
  • ''H''는 호스트 ID에 사용되는 비트를 나타낸다.
  • ''X''는 지정된 목적이 없는 비트를 나타낸다.




128. 0. 0. 0 = 10000000.00000000.00000000.00000000

191.255.255.255 = 10111111.11111111.11111111.11111111

10nnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH



128.0.0.0/16 및 191.255.0.0/16은 이전 클래스 B에서 예약되었지만 현재는 할당이 가능하다.

3. 1. 3. C 클래스

C 클래스는 선두 비트가 110으로 시작한다. 네트워크 번호 비트 필드는 24비트, 나머지 호스트 번호 비트 필드는 8비트로 구성된다. 이는 2,097,152 (221)개의 네트워크와 각 네트워크당 256 (28)개의 주소를 가질 수 있음을 의미한다. C 클래스의 총 주소 수는 536,870,912 (229)개이다. 시작 주소는 192.0.0.0, 종료 주소는 223.255.255.255이며, 기본 서브넷 마스크는 255.255.255.0, CIDR 표기법으로는 /24이다.

비트 단위 표현은 다음과 같다.

  • ''n''은 네트워크 ID에 사용되는 비트
  • ''H''는 호스트 ID에 사용되는 비트
  • ''X''는 지정된 목적이 없는 비트




클래스 C

192. 0. 0. 0 = 11000000.00000000.00000000.00000000

223.255.255.255 = 11011111.11111111.11111111.11111111

110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH



각 네트워크에서 특정 호스트를 주소 지정하는 데 사용할 수 있는 주소 수는 항상 2N - 2개이다. 여기서 N은 나머지 필드 비트 수이고, 2를 빼는 것은 모든 비트가 0인 호스트 값을 네트워크 주소를 나타내는 데 사용하고, 모든 비트가 1인 호스트 값을 브로드캐스트 주소로 사용하는 것을 조정하기 때문이다. 따라서 호스트 필드에 8비트가 사용 가능한 클래스 C 주소의 경우, 최대 호스트 수는 254개이다.

192.0.0.0/24 및 223.255.255.0/24는 이전 클래스 C에서 예약되어 있다.

3. 1. 4. D 클래스

D 클래스는 멀티캐스트를 위해 예약되어 있으며 일반 유니캐스트 트래픽에 사용할 수 없다.[2] D 클래스 주소의 범위는 224.0.0.0에서 239.255.255.255이다. D 클래스는 선두 비트가 1110으로 시작하며, 나머지 비트는 지정된 목적이 없다.

3. 1. 5. E 클래스

E 클래스는 미래 사용을 위해 예약된 주소이다. 선두 비트는 1111로 정의되어 있다. 네트워크 번호와 나머지 번호 필드는 정의되지 않았다. 총 주소 수는 268,435,456 (228)개이다. 시작 주소는 240.0.0.0이고 종료 주소는 255.255.255.255이다. 255.255.255.255는 IPv4 브로드캐스트 주소로 예약되어 있다. E 클래스는 공용 인터넷에서 사용할 수 없으며, 많은 구형 라우터는 이를 허용하지 않는다.

비트 단위 표현은 다음과 같다.



클래스 E

240. 0. 0. 0 = 11110000.00000000.00000000.00000000

255.255.255.255 = 11111111.11111111.11111111.11111111

1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX


3. 2. 특수 주소

wikitext

몇몇 주소들은 특별한 사용처를 위해 예약되어 있다.

주소해당 사이더목적RFC클래스전체 주소 개수
    0.0.0.0 - 0.255.255.2550.0.0.0/8Zero 주소RFC 1700A16,777,216
   10.0.0.0 - 10.255.255.25510.0.0.0/8사설망RFC 1918A16,777,216
  127.0.0.0 - 127.255.255.255127.0.0.0/8로컬호스트 Loopback 주소RFC 1700A16,777,216
169.254.0.0 - 169.254.255.255169.254.0.0/16ZeroconfRFC 3330B65,536
 172.16.0.0 - 172.31.255.255172.16.0.0/12사설망RFC 1918B1,048,576
  192.0.2.0 - 192.0.2.255192.0.2.0/24문서와 예제RFC 3330C256
192.88.99.0 - 192.88.99.255192.88.99.0/24IPv6에서 IPv4로의 애니캐스트 릴레이RFC 3068C256
192.168.0.0 - 192.168.255.255192.168.0.0/16사설망RFC 1918C65,536
 198.18.0.0 - 198.19.255.255198.18.0.0/15네트워크 장치 벤치마크RFC 2544C131,072
  224.0.0.0 - 239.255.255.255224.0.0.0/4멀티캐스트RFC 3171D268,435,456
  240.0.0.0 - 255.255.255.255240.0.0.0/4예약됨RFC 1700E268,435,456


4. 클래스의 변경

하지만, 이러한 첫 번째의 변화는 오래가지 못했다. IP 주소 부족은 여전히 계속되었다. 가장 큰 문제는 대부분의 사이트들은 "클래스 C"에 들어가기에는 너무 컸고, 대신 "클래스 B"를 할당받았다는 것이다. 인터넷의 빠른 발전과 함께, 클래스 B의 가능한 주소는(기본적으로 214 즉 약 16,000개) 급속도로 소진되어 갔다. 이러한 문제 및 다른 여러 문제를 해결하기 위해 1993년경부터 네트워크 클래스는 사이더에 의해 대체되게 되었다.

IANA에 의한 초기 IP 주소의 할당은 효율적으로 이루어지지 못하였으며, 이는 문제를 악화시켰다.

이 아키텍처 변경은 인터넷의 주소 지정 용량을 확장했지만 IP 주소 고갈을 방지하지는 못했다. 문제는 많은 사이트에서 클래스 C 네트워크에서 제공하는 것보다 더 큰 주소 블록이 필요했기 때문에 대부분의 경우 필요한 것보다 훨씬 큰 클래스 B 블록을 받았다는 것이다. 인터넷의 급속한 성장으로 인해 할당되지 않은 클래스 B 주소 풀(214, 약 16,000개)이 빠르게 고갈되고 있었다. 1993년부터 이 문제를 해결하기 위해 클래스 기반 네트워킹이 클래스 없는 도메인 간 라우팅(CIDR)으로 대체되었다.

5. 유용한 표

5. 1. 클래스 범위

wikitable

클래스앞선 비트시작주소끝주소해당 사이더 블록
클래스 A00.0.0.0127.255.255.255/8
클래스 B10128.0.0.0191.255.255.255/16
클래스 C110192.0.0.0223.255.255.255/24
클래스 D (멀티캐스트)1110224.0.0.0239.255.255.255NA
클래스 E (예약됨)1111240.0.0.0255.255.255.255NA



각 클래스에 사용되는 주소 범위는 위의 표에 일반적인 점과 10진법의 표기로 나타나 있다.

5. 2. 비트 단위 표기

다음 표에서 모든 자리는 이진수이다.

  • ''n''는 네트워크 주소를 나타낸다.
  • ''h''는 호스트 주소를 나타낸다.
  • ''X''는 특별한 목적이 없는 자리를 나타낸다.


클래스 A는 `0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh` 형태로, 0.0.0.0 (00000000.00000000.00000000.00000000)부터 127.255.255.255 (01111111.11111111.11111111.11111111)까지이다.

클래스 B는 `10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh` 형태로, 128.0.0.0 (10000000.00000000.00000000.00000000)부터 191.255.255.255 (10111111.11111111.11111111.11111111)까지이다.

클래스 C는 `110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh` 형태로, 192.0.0.0 (11000000.00000000.00000000.00000000)부터 223.255.255.255 (11011111.11111111.11111111.11111111)까지이다.

클래스 D는 `1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX` 형태로, 224.0.0.0 (11100000.00000000.00000000.00000000)부터 239.255.255.255 (11101111.11111111.11111111.11111111)까지이다.

클래스 E는 `1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX` 형태로, 240.0.0.0 (11110000.00000000.00000000.00000000)부터 255.255.255.255 (11111111.11111111.11111111.11111111)까지이다.

6. 로컬 호스트

127.0.0.1은 컴퓨터 네트워크에서 로컬호스트를 가리키는 특별한 IP 주소이다.[4] 이는 자기 자신의 IP 주소(DHCP 서버, 허브, 브리지 주소)를 의미한다.[4]

허브를 이용하여 하나의 IP 주소로 여러 인터넷 접속을 가능하게 할 때, 다중 접속이 허용된다. 허브와 게이트웨이 사이에서 허브를 이용한 다중 접속 시 127.0.0.1은 다중 접속자 중 하나가 된다.

예를 들어, 127.255.255.255는 01111111.11111111.11111111.11111111로, 클래스 A의 마지막 주소이다.

7. 서브넷 마스크 (클래스 E)



서브넷 마스크는 IP 주소 체계에서 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하는 데 사용되는 32비트 값이다. 클래스 기반 네트워크 주소 체계에서는 A, B, C 클래스에 따라 미리 정의된 서브넷 마스크 값을 사용하여 네트워크 규모를 결정한다.

참조

[1] IETF A proposal for addressing and routing in the Internet IETF 1978-06
[2] 간행물 MULTICAST_IP_ADDR https://www.ge.com/d[...] General Electric Digital Solutions
[3] IETF Special Use IPv4 Addresses 2010-01
[4] 웹인용 localhost 와 127.0.0.1의 차이점이 뭘까? https://devocean.sk.[...] 2024-12-25



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