인터넷 세상의 집 주소: IPv4·서브네팅·IPv6

4과목 네트워크 영역의 마지막 강. 44강 OSI 골격·45강 TCP/IP 위에서, 인터넷 계층의 핵심인 IP 주소 체계를 계산까지 파고든다. IPv4 32비트·도트 디시멀·네트워크/호스트 ID, IP 클래스 A~E, 서브넷 마스크·서브넷팅·CIDR 계산, 그리고 IPv6 128비트로 넘어가 5대 특징 ★확헤향보유★, 헤더 6필드 ★버트플 페넥홉★, 전송 3종 ★유멀애★, 전환 기술 ★듀터헤★, 우위 3가지 ★길보전★까지 다섯 묶음으로 정리한다. 매 회차 1~2문제가 나오는 빈출 단원이며, 서브넷 마스크를 활용한 네트워크 ID·호스트 개수 계산이 단골 출제다.

대단원 1 — IPv4 주소 구조

IPv4 — 32비트 인터넷 주소 + 도트 디시멀 표기 ·IPv4 기초·시험 단골·

[정의] IPv4(Internet Protocol version 4) = 인터넷에 연결된 각 기기에 부여되는 32비트 식별 주소. TCP/IP 4계층 중 인터넷 계층에서 동작하는 핵심 프로토콜로, 45강 ★IP-ARIG★의 IP가 바로 이것이다.

[표] IPv4 주소 표기 핵심

🔑 암기 IPv4 = 32비트 = 8비트 × 4옥텟. 한 옥텟 0~255. 총 2^32 ≈ 42억 9천만 개. ⚠️ 함정 "옥텟 ≠ 바이트" ❌ → 옥텟 = 1바이트 = 8비트, 같은 뜻. 한 옥텟 최댓값을 256으로 적는 보기(→ 0~255). 🎯 빈출 비트 수(32)·옥텟 범위(0~255)·총 주소 수가 단답형 단골. IPv6 128비트와 짝으로 출제. 💡 192.168.0.1 = 11000000.10101000.00000000.00000001 — 8비트씩 끊어 십진수로 읽는 게 도트 디시멀.

네트워크 ID + 호스트 ID — N + H = 항상 32비트 ·IPv4 기초·시험 1순위·

[정의] IPv4 32비트는 일렬이 아니라 네트워크 ID(N) 와 호스트 ID(H) 두 부분으로 나뉜다. N은 어느 네트워크(동네)인가, H는 그 안의 어느 기기(집)인가. 경계를 어디서 끊는지는 클래스(고정)와 서브넷 마스크(자유)로 결정된다.

[흐름] 32비트 = N + H

  IPv4 32비트 = Network ID + Host ID
  +-----------------+-----------------+
  |   Network ID    |    Host ID      |   N + H = 항상 32
  +-----------------+-----------------+
   어느 동네인가          그 동네 몇 호인가
   (라우터가 경로 선택)    (스위치가 최종 배달)

🔑 암기 N + H = 항상 32비트. 경계 결정 = 클래스(고정) 또는 서브넷 마스크(자유). 라우터는 N만 보고 동네까지, 스위치는 H로 최종 배달. ⚠️ 함정 N과 H를 더하면 32가 아니라는 보기. 호스트 비트를 늘리면 네트워크 비트는 그만큼 줄어든다(합은 불변). 🎯 빈출 "네트워크부 + 호스트부 = ?" 또는 클래스/서브넷 마스크가 경계를 정한다는 원리가 계산 문제의 전제로 깔린다. 💡 앞에서 많이 끊으면 동네 적고 집 많은 대형망, 뒤에서 많이 끊으면 동네 많고 집 적은 소형망.

대단원 2 — IP 클래스

IP 클래스 A~E — 첫 옥텟 숫자만 보면 1초 분별 ·IP 클래스·시험 1순위·

[정의] IP 클래스 = IPv4 주소를 네트워크 규모에 따라 5개 클래스로 나눈 체계. 첫 옥텟의 시작 비트 패턴으로 분별하며, 시험에서는 첫 옥텟 십진수 범위만 보면 끝이다.

[표] IP 클래스 5종

🔑 암기 0~127=A, 128~191=B, 192~223=C, 224~239=D, 240~255=E. 시작 비트 = A(0)·B(10)·C(110). ⚠️ 함정 D(224~239)와 E(240~255) 경계 뒤바꿈이 단골. "250.x.x.x = D" ❌ → E. A·B·C 범위 한 칸씩 밀어 적는 보기. 🎯 빈출 "주어진 IP가 어느 클래스?"가 매 회차 단골. 첫 옥텟 하나만 본다. 📝 기출 기출 1 (C 클래스 분별) 💡 172.16.0.1 → 172 → B / 10.0.0.1 → 10 → A / 224.0.0.5 → 224 → D(멀티캐스트).

클래스별 호스트 개수 — 왜 항상 −2 하나 ·IP 클래스·시험 1순위·

[정의] 클래스마다 호스트부 비트 수가 정해져 있고, 그 네트워크가 수용하는 호스트 개수는 2^(호스트 비트) − 2 다. 2를 빼는 이유가 매 회차 단골 함정이다.

[표] 클래스별 호스트 개수

🔑 암기 호스트 = 2^(호스트 비트) − 2. A=16,777,214 / B=65,534 / C=254. −2 = 네트워크 주소 + 브로드캐스트. ⚠️ 함정 "2^8 = 256개" ❌ → −2 해서 254개. 호스트 ID 모두 0 = 네트워크 주소, 모두 1 = 브로드캐스트라 기기에 못 준다. 🎯 빈출 C 클래스 호스트 254, 서브넷 호스트 개수 계산이 매 회차 단골. −2를 빼먹게 만드는 함정이 핵심. 📝 기출 기출 4 (서브넷 호스트 개수) 💡 모두 0 = "이 동네 자체"(네트워크 주소), 모두 1 = "이 동네 전체에 한 번에"(브로드캐스트) — 둘은 예약석.

D·E 클래스 + 사설 IP 3대역 + NAT ·IP 클래스·간헐·

[정의] A·B·C는 일반 기기 할당, D는 멀티캐스트(1:N), E는 실험·예약이다. 별도로 사설 IP는 내부망 전용 대역이며, 사설↔공인 변환은 NAT가 담당한다.

[표] 특수 용도 + 사설 IP

🔑 암기 D=멀티캐스트, E=실험. 사설 3대역 = 10 / 172.16 / 192.168. NAT = 사설↔공인 변환. ⚠️ 함정 사설/공인 여부와 클래스 분류는 별개. "192.168.0.1 = 사설이라 클래스 없음" ❌ → 첫 옥텟 192 → C 클래스. 🎯 빈출 사설 IP 3대역·NAT 정의·멀티캐스트=D가 간헐 출제. D의 멀티캐스트는 뒤 ★유멀애★로 이어진다. 💡 사설 IP = 아파트 내부에서만 통하는 호칭, NAT = 공유기가 사설을 공인으로 바꿔주는 통역.

클래스풀의 한계 — CIDR이 등장한 이유 ·IP 클래스·간헐·

[정의] 클래스 단위 할당(클래스풀)은 크기가 8/64/256평처럼 고정돼 중간 규모에 낭비가 컸다. 이 한계가 서브넷팅·CIDR의 등장 배경이다.

[표] 클래스풀의 3대 한계

🔑 암기 클래스풀 한계 3종 = 중간 크기 부재·주소 낭비·라우팅 비대. 해결 = 서브넷팅 + CIDR(클래스리스). ⚠️ 함정 "현재 인터넷은 클래스풀 체계를 쓴다" ❌ → 현재 표준은 CIDR. 클래스는 시험용으로 외울 뿐 실무는 CIDR. 🎯 빈출 CIDR이 왜 등장했나(클래스풀 한계)·현재 표준이 CIDR이라는 진술이 간헐 출제. 💡 500명 회사에 C(254)는 부족, B(65,534)는 과대 — 30평이 필요한데 64평을 사야 하던 답답한 체계.

대단원 3 — 서브넷 마스크·CIDR

서브넷 마스크 — N/H 경계를 표시하는 32비트 가림막 ·서브넷·시험 1순위·

[정의] 서브넷 마스크(Subnet Mask) = IPv4 주소의 네트워크부와 호스트부를 가르는 32비트 보조 주소. 1 비트 = 네트워크부, 0 비트 = 호스트부. IP와 마스크를 AND 연산하면 네트워크 주소가 나온다.

[표] 클래스별 기본 서브넷 마스크

[흐름] IP AND 서브넷 마스크 = 네트워크 주소

  192.168.10.5    11000000.10101000.00001010.00000101   IP 주소
  255.255.255.0   11111111.11111111.11111111.00000000   서브넷 마스크 (AND)
  -------------------------------------------------------
  192.168.10.0    11000000.10101000.00001010.00000000   네트워크 주소
                  |<------- 네트워크부 24 ------->|<- 8 ->|

🔑 암기 IP AND 서브넷 마스크 = 네트워크 주소. 마스크 1 = 네트워크부, 0 = 호스트부. 1은 앞에서 연속, 0은 뒤에서 연속. ⚠️ 함정 마스크 중간에 1·0이 섞이는 보기(11111111.10101010…) ❌ → 1은 반드시 앞쪽 연속. AND를 OR로 바꾼 보기. 🎯 빈출 AND 연산으로 네트워크 ID 구하기가 계산 문제 1순위. 기본 마스크 ↔ CIDR 변환도 단골. 📝 기출 기출 8 (네트워크 ID 계산) 💡 마스크 = IP 위에 덧씌우는 투명 필름 — 1 칠한 곳은 동네 이름, 0 칠한 곳은 집 번호.

서브넷팅 — /24를 /26으로 4등분하면 서브넷당 62 호스트 ·서브넷·시험 1순위·

[정의] 서브넷팅(Subnetting) = 큰 네트워크를 작은 여러 개로 쪼개기. 호스트 비트를 네트워크부로 빌려와 서브넷을 만든다. C 클래스 /24에서 2비트를 빌리면 /26, 서브넷 4개가 된다.

[표] 192.168.10.0/24 → /26 4등분

[표] 계산 요약

🔑 암기 빌린 비트 n → 서브넷 2^n개. 서브넷당 호스트 = 2^(남은 호스트 비트) − 2. /26 → 4개 × 62 = 248. ⚠️ 함정 "서브넷팅하면 호스트가 늘어난다" ❌ → 서브넷마다 예약 2개씩 늘어 오히려 총 호스트는 감소(254→248). 🎯 빈출 몇 개로 분할되나·서브넷당 호스트 개수 계산이 단골. 손실(254→248)을 묻는 변형도 있다. 💡 큰 케이크를 4조각으로 자르면 각 조각에 테두리(예약 주소)가 생겨 먹을 수 있는 양은 줄어든다.

CIDR — /n 변환 2단계 공식 ·서브넷·시험 1순위·

[정의] CIDR(사이더, Classless Inter-Domain Routing) = 클래스 구분을 폐기하고 /숫자 로 네트워크부 비트 길이를 자유 표기. 1993년 RFC 1519로 표준화된 현재 인터넷의 표준 표기법.

[표] CIDR ↔ 서브넷 마스크

🔑 암기 2단계 공식 — ① 호스트 비트 = 32 − n ② 호스트 개수 = 2^(32−n) − 2. /27 → 호스트 5비트 → 30개. ⚠️ 함정 −2를 빠뜨리거나 비트 수를 헷갈리는 계산 함정. /30은 호스트 2개(라우터 간 1:1 연결 P2P 전용). 🎯 빈출 "/26의 호스트 개수?" → 62, "/27 마스크?" → 255.255.255.224가 매 회차 단골 계산. 💡 /27 마지막 옥텟 = 11100000 = 224. 앞 3비트가 1, 호스트는 5비트 → 2^5 − 2 = 30.

슈퍼넷팅 + VLSM ·서브넷·간헐·

[정의] 슈퍼넷팅(Supernetting) = 서브넷팅의 역방향. 여러 작은 네트워크를 큰 하나로 합쳐 라우팅 테이블을 줄인다. VLSM(가변 길이 서브넷 마스크)은 한 망 안에서 부서별로 다른 크기의 마스크를 적용하는 맞춤형 재단이다.

[표] 서브넷팅 vs 슈퍼넷팅

🔑 암기 서브넷팅 = 분할(/24→/26), 슈퍼넷팅 = 통합(/24×4→/22, 주소 1024개). VLSM = 부서별 다른 마스크. ⚠️ 함정 "서브넷팅과 슈퍼넷팅은 같다" ❌ → 분할 vs 통합, 정반대 방향. 슈퍼넷팅을 뒤 ★듀터헤★ 전환 기술과 섞는 함정. 🎯 빈출 두 방향 분별·VLSM 정의가 간헐. 슈퍼넷팅은 IPv4 내부 효율화이지 IPv6 전환과 무관(기출 함정). 💡 서브넷팅 = 큰 케이크 자르기, 슈퍼넷팅 = 작은 조각 다시 합치기.

대단원 4 — IPv6 등장과 표기

IPv4 고갈 → IPv6 등장 ·IPv6 등장·시험 단골·

[정의] 32비트 42억 9천만 주소가 인터넷·IoT 폭증으로 바닥나, 2011년 2월 3일 IANA가 공식 고갈을 선언했다. 근본 해결책이 128비트 IPv6(1998년 RFC 2460 표준화)다.

[표] IPv4 고갈 타임라인

🔑 암기 핵심 3연도 — 1981 IPv4 표준화 / 1998 IPv6 등장 / 2011 공식 고갈. 임시방편 = CIDR·NAT·DHCP. ⚠️ 함정 "IPv6 표준화 연도 = 2011" ❌ → 1998(2011은 IPv4 고갈). NAT·CIDR을 근본 해결책으로 적는 보기. 🎯 빈출 "IPv6 표준화 연도?" → 1998, 고갈 배경(IoT·사용자 폭증)이 단답형 단골. 💡 한 사람이 폰·워치·TV·공유기까지 기기 10개를 들고 다니니 42억으로는 부족해졌다.

IPv6 128비트 — 콜론 헥사 표기 + 축약 2규칙 ·IPv6 등장·시험 1순위·

[정의] IPv6 = 128비트 주소. 16비트 8그룹을 콜론(:)으로 구분하고 각 그룹은 4자리 16진수다. 길이는 4배지만 주소 개수는 2^96배(약 7.9×10^28배) 늘어난다.

[표] 축약 2규칙

🔑 암기 IPv6 = 128비트 = 16비트 × 8그룹(4자리 16진수). 축약 ① 각 그룹 앞 0 생략 ② 연속 0 그룹은 :: 한 번. ⚠️ 함정 "::는 여러 번 가능" ❌ → 한 주소에 단 한 번(여러 번이면 생략 그룹 수 복원 불가). "한 그룹 8비트" ❌ → 16비트. 🎯 빈출 비트 수(128)·축약 표기·:: 1회 제한이 매 회차 단골. 길이 4배 ≠ 개수 4배(개수 2^96배)가 함정. 📝 기출 기출 2 (IPv6 비트 수) 💡 ::를 두 번 쓰면 "앞에 몇 그룹, 뒤에 몇 그룹 생략"인지 합산이 안 돼 원본 복원 불가.

대단원 5 — IPv6 특징·헤더·전송·전환 (두음 5종)

★확헤향보유★ — IPv6 5대 특징 ·IPv6 특징·시험 1순위·

[정의] IPv6의 핵심 5대 특징을 다섯 글자로 묶은 두음. IPv6 특징 문제는 거의 매 회차 나오며, 이 카드 하나로 정답을 가린다. 우위 관점 ★길보전★(길이·보안·전송)도 이 다섯 특징의 재정리다.

[표] ★확헤향보유★ 5대 특징

[표] IPv4 vs IPv6 헤더 (헤 — 단순화)

🔑 암기 ★확헤향보유★ = 확장 주소·헤더 단순화·향상된 서비스·보안 강화·유멀애. ★길보전★ = 길이·보안·전송(우위 3종). ⚠️ 함정 "IPv6 헤더가 더 복잡하다" ❌ → 필드 13→8, 가변→고정 40B, 체크섬 제거로 더 단순. "32비트 주소"는 IPv4. 🎯 빈출 "IPv6 특징으로 옳지 않은 것?"이 거의 매 회차. 보기 4개를 ★확헤향보유★에 대입하면 1초. 📝 기출 기출 3 (IPv6 특징), 기출 7 (헤더 체크섬 제거) 💡 IPv4 헤더 = 13항목 빽빽한 봉투(매홉 재계산), IPv6 헤더 = 8항목 고정 봉투(하이패스처럼 쓱 통과).

★버트플 페넥홉★ — IPv6 헤더 6필드 ·IPv6 헤더·시험 1순위·

[정의] IPv6 헤더 40바이트 안의 6개 필드를 두 토막으로 묶은 두음. 앞 토막 버트플(버전·트래픽·플로우)은 패킷의 성격, 뒤 토막 페넥홉(페이로드·넥스트·홉)은 패킷의 운명을 정한다.

[흐름] IPv6 헤더 (40바이트 고정)

  IPv6 헤더 (40바이트 고정 · 8필드)
  +----------------------------------------------------+
  | Version(4) | Traffic Class(8) | Flow Label(20)     |  버 트 플
  | Payload Length(16) | Next Header(8) | Hop Limit(8) |  페 넥 홉
  | Source Address                       (128 bit)     |
  | Destination Address                  (128 bit)     |
  +----------------------------------------------------+
   합계 4+8+20+16+8+8 + 128+128 = 320비트 = 40바이트

[표] 6필드 핵심

🔑 암기 ★버트플 페넥홉★ — Version·Traffic·Flow / Payload·Next·Hop. 6필드 + 출발·도착 주소 = 8필드 = 40B. ⚠️ 함정 "Header Checksum이 있다" ❌ → IPv6는 체크섬 제거. "Flow Label은 IPv4에도 있다" ❌ → IPv6 신규. "Payload Length = 헤더 포함" ❌ → 페이로드만. 🎯 빈출 "IPv6 헤더에 없는 필드?" → Header Checksum. Hop Limit ↔ IPv4 TTL 대응이 단골. 📝 기출 기출 7 (헤더 필드) 💡 Hop Limit = TTL의 새 이름 — "시간 제한"이 아니라 라우터(홉) 통과 개수 제한, 0이면 폐기.

★유멀애★ — 전송 3종 + IPv6 주소 종류 ·IPv6 전송·시험 1순위·

[정의] IPv6 전송 방식 3종을 묶은 두음. IPv4의 브로드캐스트가 제거되고 애니캐스트가 새로 들어왔다. IPv6 주소도 종류별 접두사로 구분한다.

[표] ★유멀애★ 전송 3종

[표] IPv6 주소 종류 (접두사)

🔑 암기 ★유멀애★ = 유니·멀티·애니(3종). 브로드캐스트는 IPv6에서 제거. 애니캐스트 = IPv6 신규(가장 가까운 하나). ⚠️ 함정 "IPv6 전송 4종" ❌ → 3종. 브로드캐스트를 포함한 보기는 무조건 틀림. 애니캐스트를 IPv4 것으로 적는 보기. 🎯 빈출 "IPv6 전송 방식이 아닌 것?" → 브로드캐스트가 매 회차. 애니캐스트 신규 여부도 단골. 📝 기출 기출 5 (전송 방식) 💡 유니=1:1 메시지, 멀티=그룹 채팅, 애니=같은 브랜드 중 가장 가까운 편의점 자동 선택.

★듀터헤★ — IPv4→IPv6 전환 기술 3종 ·IPv6 전환·시험 1순위·

[정의] 전 세계가 하루아침에 IPv6로 못 바꾸니, IPv4와 IPv6를 공존시키는 전환 기술 3종이 필요하다. 두음 ★듀터헤★ — 같이 쓰거나(듀얼), 감싸거나(터널), 바꾸거나(헤더 변환).

[표] ★듀터헤★ 전환 3종

🔑 암기 ★듀터헤★ = 듀얼 스택·터널링·헤더 변환. 듀얼=가장 단순, 터널=캡슐화, 헤더 변환=최후 수단. ⚠️ 함정 슈퍼넷팅·서브넷팅을 전환 기술에 섞는 보기 ❌ → 그건 IPv4 내부 효율화. "듀얼스택이 가장 효율적" ❌ → 가장 단순(메모리 2배). "터널링은 패킷이 작아진다" ❌ → 이중 헤더로 증가. "헤더 변환은 보안 유지" ❌ → IPsec 깨질 수 있음. 🎯 빈출 "전환 기술이 아닌 것?" → 슈퍼넷팅(함정)이 매 회차. 세 방식의 장단점 매칭도 단골. 📝 기출 기출 6 (전환 기술) 💡 듀얼=한·영 둘 다 하는 통역사, 터널=한글 편지를 영어 봉투에 넣어 통과, 헤더 변환=아예 번역해서 전달.

기출 다지기

[기출 1 출제] C 클래스에 속하는 IP 주소는? (해당하는 것 고르기)

• ① 100.10.10.1
• ② 150.10.10.1
• ③ 200.10.10.1
• ④ 250.10.10.1

[기출 2 출제] IPv6 주소의 길이로 옳은 것은? (옳은 것 고르기)

• ① 32비트
• ② 64비트
• ③ 128비트
• ④ 256비트

[기출 3 출제] IPv6의 특징으로 옳지 않은 것은? (옳지 않은 것 고르기)

• ① 32비트 주소를 사용한다
• ② 128비트 주소를 사용한다
• ③ 헤더가 단순화되었다
• ④ 보안이 강화되었다

[기출 4 출제] 서브넷 마스크 255.255.255.0을 사용할 때 한 네트워크에서 사용 가능한 호스트 개수는? (계산)

• ① 254
• ② 255
• ③ 256
• ④ 510

[기출 5 출제] IPv6의 전송 방식에 해당하지 않는 것은? (해당하지 않는 것 고르기)

• ① 유니캐스트
• ② 멀티캐스트
• ③ 애니캐스트
• ④ 브로드캐스트

[기출 6 출제] IPv4에서 IPv6로의 전환 기술에 해당하지 않는 것은? (해당하지 않는 것 고르기)

• ① 듀얼 스택 (Dual Stack)
• ② 터널링 (Tunneling)
• ③ 헤더 변환 (Header Translation)
• ④ 슈퍼넷팅 (Supernetting)

[기출 7 출제] IPv6 헤더에 포함되지 않는 필드는? (포함되지 않는 것 고르기)

• ① Version
• ② Flow Label
• ③ Hop Limit
• ④ Header Checksum

[기출 8 출제] IP 주소 192.168.10.130에 서브넷 마스크 255.255.255.192를 적용했을 때 네트워크 ID는? (계산)

• ① 192.168.10.0
• ② 192.168.10.64
• ③ 192.168.10.128
• ④ 192.168.10.192

한 장 요약

시험장 1분 받아쓰기 — 5종 두음

IPv4 핵심 수치

핵심 함정 (매년 1회 이상)

핵심 수치: IPv4 32비트 · IPv6 128비트 · 옥텟 0~255 · C 호스트 254 · IPv6 헤더 40B 고정(8필드·체크섬 없음) · ::는 1회 · 전환 3종(듀터헤) · 전송 3종(유멀애) · 2011-02-03 IPv4 고갈 · IPv6 표준화 1998.