인터넷이 존재하기도 전에 컴퓨터 네트워크가 존재했습니다. 이러한 네트워크는 오늘날 사용되는 것과 동일한 IP 주소를 사용했습니다. 이러한 네트워크는 ARPANET을 통해 상호 연결되었으며 결국 현재의 인터넷으로 발전했습니다. 컴퓨터 네트워킹의 초기에는 인터넷의 규모와 인기가 본질적으로 상상할 수 없었습니다. 우리가 당연하게 여겼던 많은 현대 기술은 단순히 존재하지 않았습니다. 이것과 당시의 가정 때문에 방대한 양의 IP 주소가 배포되었습니다.
ARPANET이 계속 성장함에 따라 주소를 배포하는 최신 시스템은 가까운 장래에 주소 공간 고갈 문제에 직면하게 될 것이라고 결정되었습니다. 클래스풀 네트워킹은 공간 고갈을 해결하는 문제를 지연시키려는 첫 번째 시도였습니다. 클래스풀 네트워킹이 무엇이고 어떻게 작동하는지 이해하려면 주로 IPv4 주소를 기반으로 하는 시스템을 이해하는 것이 중요합니다.
IP 주소 구조
IP 주소는 인터넷을 통해 네트워크 트래픽을 보내는 데 사용되는 고유한 인터넷 프로토콜 주소입니다. IPv4는 주요 주소 지정 체계입니다. IPv4 주소는 일반적으로 사람이 읽을 수 있도록 점으로 구분된 쿼드 표기법으로 표시됩니다. 예를 들어, IP 주소는 "192.168.0.1"과 같이 보일 수 있습니다. 각 IP 주소에는 점으로 구분된 4개의 섹션이 있으므로 점으로 구분된 쿼드라는 용어가 사용됩니다. 그러나 점-10진수 표기법이라고도 합니다.
그러나 실제로 컴퓨터는 실제로 이 형식을 사용하지 않습니다. 컴퓨터가 처리하는 모든 것과 마찬가지로 IP 주소는 바이너리로 사용됩니다. IPv4 주소의 경우 옥텟이라고 하는 4개의 섹션 각각은 8개의 2진수로 표시됩니다. 위 주소는 실제로 바이너리로 "11000000.10101000.00000000.00000001"입니다.
이것에 대한 핵심 사항 중 하나는 각 옥텟이 8개의 이진 비트로만 표현되기 때문에 사람이 읽을 수 있는 숫자는 0에서 255 사이여야 한다는 것입니다. 이는 최대 255*255*255*255 또는 4,294,967,296개의 가능한 IP 주소가 있음을 의미합니다. 40억 개의 가능한 IP 주소는 아마도 많은 것처럼 보이지만 현재 살아있는 한 사람당 하나의 IP 주소 미만입니다. 서구 세계의 대부분의 사람들은 하나 이상의 인터넷 연결 장치를 가지고 있습니다.
클래스 A 네트워크 및 초기 가정
컴퓨터 네트워킹의 초기에는 네트워크가 많지 않을 것이라고 가정했습니다. 집에는 인터넷 연결도 없었고 집에 컴퓨터도 없었습니다. 대기업, 교육기관, 정부부처 등이 네트워크가 있는 유일한 곳이었다. 이러한 모든 네트워크는 크게 성장할 것으로 가정되었습니다. 대조적으로, 네트워크의 총 수는 상대적으로 작게 유지됩니다. 이 가정은 최초의 가정용 컴퓨터인 IBM PC가 아직 출시되지 않았기 때문에 당시 정보로 잘못 안내되지도 않았습니다.
Apple, Ford 및 AT&T와 같은 회사는 대량의 주소를 받았습니다. 미국 국방부는 12개 이상의 대규모 주소 배치를 받았습니다. Apple은 17.0.0.0, Ford는 19.0.0.0, AT&T는 12.0.0.0, DOD는 6.0.0.0, 7.0.0.0, 11.0.0.0 등을 받았습니다. 이러한 각 네트워크는 첫 번째 숫자(17, 7, 19 등)로 시작하는 모든 IP 주소를 해당 회사에 할당했습니다. 이는 각 네트워크가 16,777,216개의 개별 IP 주소를 지원할 수 있음을 의미합니다. 또한 총 255개의 가능한 네트워크가 있음을 의미했습니다.
이것이 큰 문제였습니다. 컴퓨터 네트워킹이 대중화됨에 따라 255개의 네트워크가 수요를 충족시키기에 충분하지 않다는 것이 분명해졌습니다. 고맙게도 이 문제는 수정 사항이 개발될 만큼 충분히 일찍 발견되었습니다. 첫 번째 수정은 클래스 기반 네트워킹이라고 했으며 1981년에 도입되었습니다. 참고로 올해는 IBM PC가 출시된 해입니다. 개인용 컴퓨터와 가정용 인터넷 연결은 곧 주소 공간에 대한 압력을 높일 것입니다.
수업
클래스풀 네트워킹의 개념은 이러한 대규모 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나누는 것입니다. 원래의 거대한 네트워크는 클래스 A 네트워크로 재분류되었습니다. 새로운 클래스 B와 C도 생성되었으며 다른 섹션은 향후 사용을 위해 남겨두었습니다. 클래스를 분리하는 가장 쉬운 방법은 클래스 A가 모든 주소의 전반부를 차지하는 것입니다. 그런 다음 클래스 B는 나머지 주소의 절반을 가져오고 클래스 C는 클래스 B 다음 주소의 절반을 가져옵니다. 나머지 주소 공간은 예약되어 있습니다.
실제로 이것은 첫 번째 옥텟의 숫자가 128 미만인 모든 IP 주소가 클래스 A 네트워크임을 의미합니다. 클래스 B 네트워크는 첫 번째 옥텟이 128에서 191 사이인 주소입니다. 첫 번째 옥텟이 192에서 223 사이인 모든 네트워크는 클래스 C 네트워크입니다. 그리고 224 이상으로 시작하는 것은 모두 예약되어 있습니다. 바이너리 용어로 모든 클래스 A IP 주소는 0으로 시작합니다. 모든 클래스 B 주소는 10으로 시작하고 모든 클래스 C 주소는 110으로 시작하며 예약된 공간은 111로 시작합니다. 이를 통해 각 네트워크의 경계를 쉽게 결정할 수 있습니다.
즉, 클래스 A 네트워크의 전체 공간이 원래 256에서 128로 절반으로 줄어듭니다. 중요하게도 이는 각각 최대 65,536개의 IP 주소를 지원하는 16,384개의 클래스 B 네트워크와 각각 256개의 IP 주소를 지원하는 2,097,152개의 클래스 C 네트워크가 있음을 의미합니다. 주소 공간 끝에 예약된 공간은 나중에 클래스 D와 클래스 E로 분할되었습니다.
예약된 공간
각 클래스의 시작과 끝에 있는 많은 주소가 예약되어 있고 중간에 있는 일부 섹션도 예약되어 있습니다. 0.0.0.0에서 0.255.255.255와 같은 일부는 특별히 사용되지 않고 나중에 사용하기 위해 예약되었습니다. 다른 예약된 섹션에는 특정 목적이 주어졌습니다. 예를 들어, 127로 시작하는 모든 IP 주소는 루프백 주소로 처리됩니다. 네트워크 트래픽은 전송되지 않으며 전송되지 않고 단순히 발신자에게 반송됩니다.
192로 시작하는 주소는 예약되어 있으며 192.168 주소는 내부 네트워크에서 사용하기 위해 예약되어 있어 모든 내부 네트워크에서 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이것은 256개의 가능한 주소를 제공하기 때문에 거의 모든 홈 네트워크에서 사용됩니다. 더 큰 사용 사례의 경우 172.16에서 172.31로 시작하는 모든 주소는 10으로 시작하는 모든 네트워크와 마찬가지로 내부 사용을 위해 예약되어 있습니다.
이러한 개인 주소 공간은 내부용으로만 예약되어 있습니다. 모든 네트워킹 장비는 이러한 예약된 주소 중 하나로 향하는 트래픽이 라우터를 지나 다른 네트워크로 이동하는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 주소는 네트워크에 따라 다르므로 누구나 자신의 내부 네트워크에서 사용할 수 있습니다. 이것이 작동하려면 라우터에 공용 IP 주소가 있어야 하며 어떤 내부 장치가 다른 네트워크에서 어떤 데이터를 요청하고 응답이 올바른지 확인하십시오. 장치. 이 기술을 NAT 또는 네트워크 주소 변환이라고 합니다.
클래스풀 네트워킹의 성공과 실패
클래스형 네트워킹을 통해 공간을 하나만 할당하는 것보다 훨씬 더 효율적으로 사용할 수 있습니다.일 가능한 주소 공간을 요청하는 모든 회사에 제공합니다. 대다수의 회사, 정부 부서 등은 16,777,216개의 IP 주소가 필요하지 않습니다. 그들은 훨씬 더 적은 수의 IP 주소를 할당받을 수 있고 잘 할 수 있습니다.
클래스풀 네트워킹 시스템은 서류상으로는 좋아 보이고 확실히 깔끔하지만 불행히도 다른 규모에서 유사한 문제가 발생합니다. 또한 대부분의 회사는 클래스 B 네트워크보다 작기 때문에 65536개의 가능한 IP 주소가 필요하지 않습니다. 그러나 80년대 중반과 90년대 초반에도 많은 회사들이 256개의 IP 주소를 가진 클래스 C 네트워크에 비해 너무 컸습니다. 이는 기업이 300개의 IP 주소만 필요하더라도 클래스 B 네트워크가 필요한 경우가 많다는 것을 의미했습니다. 다시 말하지만, 이는 주소 공간이 전혀 활용하지 않을 회사에 발행된 방대한 양의 주소와 함께 비효율적으로 사용되었음을 의미합니다.
클래스풀 네트워킹의 후계자
이 문제는 빠르게 식별되어 클래스풀 네트워킹이 도입된 지 불과 12년 후인 1993년에 교체되었습니다. 그 대체품은 Classless Inter-Domain Routing 또는 CIDR(발음 사과주). CIDR은 발행된 주소 수에서 훨씬 더 많은 구성 가능성을 허용했습니다. 각 옥텟이 아닌 각 이진 비트로 네트워크를 정의할 수 있습니다. 이 솔루션은 오늘날에도 여전히 사용 중이지만 인터넷 연결 장치의 엄청난 성장으로 인해 이 보다 효율적인 주소 지정 기술에도 불구하고 IPv4 주소 공간이 완전히 소진되었습니다.
이에 대한 솔루션은 훨씬 더 큰 주소 공간, 정확히는 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456개의 가능한 주소를 제공하는 IPv6으로 전환하는 것입니다. 이는 대략 340조조에 달하는 것으로, 43억 개의 홀수 IPv4 주소보다 훨씬 많습니다. 불행하게도, 임박하고 현재 존재하는 IPv4 주소 공간 고갈로 인한 긴급성에도 불구하고 IPv6 지원은 여전히 미약합니다. 그러나 이것은 주로 레거시 하드웨어 때문입니다.
결론
클래스 풀 네트워킹은 IP 주소 할당의 효율성을 개선하기 위한 초기 시도였습니다. 12년 동안 IPv4 주소 공간의 고갈을 지연시키는 데 성공했습니다. 보다 성공적인 장기 솔루션인 CIDR로 대체되었습니다.
클래스형 네트워킹의 일부 유산은 여전히 클래스 B를 보유하고 있거나 심지어 효율적으로 사용할 수 없는 클래스 A 네트워크가 할당된 소수의 회사와 함께 남아 있습니다. 실제로 그렇게 하려고 시도하는 경우에도 해당 IP 주소 중 하나를 사용하는 시스템은 방화벽 없이 공개적으로 주소를 지정할 수 있으므로 어느 정도 보안 위험이 있습니다. CIDR 표기법에서 클래스 A 네트워크는 /8, 클래스 B 네트워크는 /16, 클래스 C 네트워크는 /24입니다.