[정보처리기사] 서브넷과 서브넷 마스크 | 2024년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

2024년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

아래 그림에서의 네트워크에서 라우터을 통한 할당 가능한 2번, 4번, 5번의 IP를 보기에서 찾아 작성하시오.

1번 IP : 192.168.35.3/24
3번 IP :  129.200.10.16/22
6번 IP :  192.168.36.24/24

[ 보기 ]
- 192.168.35.0
- 192.168.35.72
- 192.168.36.0
- 192.168.36.249
- 129.200.8.0
- 129.200.8.249

정답

2번 IP : 192.168.35.72

4번 IP : 129.200.8.249

5번 IP : 192.168.36.249

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📌기본 개념

1️⃣ 네트워크(Network)와 라우터

네트워크는 여러 개의 컴퓨터와 장치(스마트폰, 프린터 등)가 서로 데이터를 주고받을 수 있도록 연결된 시스템입니다. 네트워크를 통해 같은 회사나 학교 내부에서 파일을 공유할 수도 있고 인터넷을 사용할 수도 있습니다.

라우터는 여러 네트워크를 연결해 주는 장치입니다. 흔히 인터넷 공유기라고 부르는 기기가 라우터의 한 종류이며, 네트워크 간 데이터를 전달하는 역할을 합니다. 즉, 라우터는 서로 다른 네트워크를 연결하고, 데이터를 전달하는 장치입니다. 라우터 없이도 같은 네트워크 내에서는 통신 가능하지만, 다른 네트워크와 연결하려면 라우터가 필요합니다.

🔎 예시: 회사에서 인터넷을 사용할 때

1. 회사 내부 네트워크
   • 직원들의 컴퓨터가 공유기(라우터)와 연결됨
   • 같은 네트워크 내에서는 서로 파일을 주고받을 수 있음
2. 인터넷에 접속하려면?
   • 라우터가 회사 네트워크와 외부 인터넷 네트워크를 연결
   • 인터넷 웹사이트(예: 네이버, 구글)로 데이터를 보내고 받아야 하므로 라우터를 거쳐야 함

 즉, 네트워크는 하나의 영역이며, 라우터는 그 영역을 연결하는 다리 역할을 합니다.

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2️⃣ IP 주소(IP Address)

IP 주소는 네트워크에서 각각의 장치를 구별하기 위한 고유한 번호입니다. 인터넷을 통해 데이터를 주고받을 때 이 IP 주소를 이용해 목적지를 찾습니다. IP 주소는 4개의 숫자로 이루어져 있습니다(IPv4 기준).

IPv4 주소는 약 43억 개밖에 없어서 인터넷 환경에서 부족한 상황입니다. 주소 부족 문제를 해결하기 위해 NAT(Network Address Translation) 및 IPv6를 도입하여 IP 주소를 효율적으로 관리하고, 보다 확장 가능한 인터넷 환경을 구축하고 있습니다.

항목	IPv4
주소 크기	32비트 (총 약 43억 개의 고유 IP 주소 생성 가능)
표기 방식	10진수 표기, 점(.)으로 구분 (예: 192.168.1.1)
구성 방식	8비트씩 4개(옥텟)로 구분 (예: 11000000.10101000.00000001.00000001 → 192.168.1.1)
보안성	기본적으로 보안 기능이 없음 (IPSec 같은 별도의 보안 프로토콜이 필요)
이동성	제한적 (IP 주소는 네트워크 환경에 따라 고정되거나 수동으로 변경 필요)
헤더 구조	복잡
전송방식	유니캐스트(Unicast): 한 대의 장치에서 특정 장치로 전송 멀티캐스트(Multicast): 특정 그룹의 장치로 전송 브로드캐스트(Broadcast): 네트워크의 모든 장치로 전송

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3️⃣ IP 주소 클래스(Class A, B, C)

IP 주소는 네트워크에서 장치를 구별하기 위해 사용되며, 이를 관리하고 효율적으로 할당하기 위해 IP 주소를 클래스별로 구분합니다. 각 클래스는 네트워크 주소를 지정하는 비트의 수에 따라 다르며, 이를 통해 네트워크를 나누고 호스트 주소를 관리할 수 있습니다.

주로 A, B, C 클래스를 사용하며, 이들 각각의 용도와 범위는 다음과 같습니다.

• A, B, C 클래스: 일반적인 네트워크에서 사용
  
  • A : 국가단위, 대기업, 인터넷 서비스 제공업체
  • B : 대학, 기업 등의 중규모 네트워크
  • C :  가정용 인터넷, 소규모 사무실 네트워크
• D 클래스: 멀티캐스트 용도
• E 클래스: 연구 목적

A, B, C 클래스는 네트워크의 크기와 용도에 따라 적절히 분류되어 있으며, 이를 통해 IP 주소를 보다 체계적으로 관리할 수 있습니다. D 클래스와 E 클래스는 특수한 용도로 예약되어 있어 일반적인 네트워크에서는 사용되지 않음을 알아두세요.

🔎 실제로 사용되지 않는 주소

IP 주소에서 0과 255는 특정한 의미를 가지고 있어 실제로 사용되지 않는 주소입니다. 따라서 실제 사용할 수 있는 주소는 1~254입니다.

• 0은 네트워크 주소를 나타냅니다. 예를 들어, 192.168.35.0/24에서 192.168.35.0은 이 네트워크의 네트워크 주소로, 실제 장치에 할당되지 않습니다.
• 255는 브로드캐스트 주소를 나타냅니다. 브로드캐스트 주소는 네트워크 내의 모든 장치에 데이터를 보내기 위해 사용하는 특별한 주소입니다. 네트워크 내 모든 호스트가 이 주소를 수신하게 되죠. 예를 들어, 192.168.35.255는 해당 네트워크 내 모든 장치에 데이터를 전달하는 브로드캐스트 주소입니다. 따라서 이 주소도 특정 장치에 할당되지 않으며, 네트워크 전체에서만 사용됩니다.

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4️⃣ 서브넷 (Subnet)

서브넷은 네트워크 내에서 작은 네트워크 단위를 의미합니다. 네트워크 주소를 나누어 여러 개의 서브네트워크를 만들면, 각 서브넷에서 사용하는 IP 주소를 더 효율적으로 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 큰 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 나누면 트래픽 관리나 보안 설정이 용이해집니다. 이를 위해 서브넷 마스크와 CIDR 표기법이 사용됩니다.

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5️⃣ 서브넷 마스크 (Subnet Mask) & CIDR

클래스	서브넷 마스크	CIDR 표기법
A Class	255.0.0.0	/8
B Class	255.255.0.0	/16
C Class	255.255.255.0	/24

🔶 서브넷 마스크 (Subnet Mask)

서브넷 마스크는 서브넷을 정의하는 데 사용되는 값으로, 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하는 데 도움이 됩니다.
서브넷 마스크와 IP 주소를 비트 단위로 AND 연산을 하면 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분할 수 있습니다.
255는 모든 비트가 1인 상태, 0은 모든 비트가 0인 상태를 의미합니다. 이를 통해 IP 주소에서 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분할 수 있습니다.

• 서브넷 마스크에서 255는 네트워크 주소를 나타내며, 0은 호스트 주소를 나타냅니다.
• 예를 들어, IP 주소가 192.168.1.10이고 서브넷 마스크가 255.255.255.0이면, 192.168.1이 네트워크 주소이고, .10은 호스트 주소입니다.

🔶 CIDR(Classless Inter-Domain Routing)

CIDR은 서브넷 마스크를 좀 더 간단하게 표현하는 방식입니다. CIDR 표기법에서는 서브넷 마스크를 /와 숫자로 표시합니다. 이 숫자는 서브넷 마스크에서 네트워크 주소를 나타내는 비트 수를 나타냅니다. 예를 들어, 서브넷 마스크 255.255.255.0은 CIDR 표기법으로 /24로 표현됩니다. 즉, 네트워크 주소를 정의하는 비트가 24개라는 뜻입니다.

• 예를 들어, 서브넷 마스크 255.255.255.0은 CIDR 표기법으로 /24로 표시됩니다. 이 경우 24는 네트워크 부분이 24비트로 설정되어 있음을 의미합니다.
• CIDR 표기법은 192.168.1.0/24와 같이 사용되며, 이 IP 주소는 네트워크 부분이 24비트로 설정되어 있는 서브넷임을 나타냅니다.

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🔎 IP 주소 클래스(Class A, B, C) / 서브넷마스크 & CIDR 예시

• 예시 IP : 10.0.0.1/8
  • 0~127 사이의 IP 주소 범위를 가지므로, 10은 A 클래스에 속하는 네트워크 주소입니다.
  • 10.0.0.1/8이라는 IP 주소는 10.0.0.0 네트워크 내에서 사용되며, 서브넷 마스크가 /8로 설정되어 있어서 10이라는 8비트가 네트워크 주소로 할당됩니다.
  • A 클래스
    • 범위: 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
    • 서브넷 마스크: 255.0.0.0 (또는 /8 CIDR)
• 예시 IP : 172.16.0.1/16
  • 128~191 사이의 IP 주소 범위를 가지므로, 172는 B 클래스에 속하는 네트워크 주소입니다.
  • 172.16.0.1/16이라는 IP 주소는 172.16.0.0 네트워크 내에서 사용되며, 서브넷 마스크가 /16으로 설정되어 있어서 172.16이라는 16비트가 네트워크 주소로 할당됩니다.
  • B 클래스
    • 범위: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
    • 서브넷 마스크: 255.255.0.0 (또는 /16 CIDR)
• 예시 IP : 192.168.1.1/24
  • 192~223 사이의 IP 주소 범위를 가지므로, 192는 C 클래스에 속하는 네트워크 주소입니다.
  • 192.168.1.1/24이라는 IP 주소는 192.168.1.0 네트워크 내에서 사용되며, 서브넷 마스크가 /24로 설정되어 있어서 192.168.1이라는 24비트가 네트워크 주소로 할당됩니다.
  • C 클래스
    • 범위: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
    • 서브넷 마스크: 255.255.255.0 (또는 /24 CIDR)

 

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📌 문제 해설

[ 보기 ]
- 192.168.35.0
- 192.168.35.72
- 192.168.36.0
- 192.168.36.249
- 129.200.8.0
- 129.200.8.249

1번 IP : 192.168.35.3/24
3번 IP : 129.200.10.16/22
6번 IP : 192.168.36.24/24

• 2번 IP 정답 : 192.168.35.72
  • 1번 IP : 192.168.35.3/24
    • 서브넷 마스크가 255.255.255.0이므로, 이 네트워크의 범위는 192~223 사이의 IP 주소 범위를 가지므로 2번 IP의 범위는 192.168.35.0부터 192.168.35.255까지입니다.
    • 따라서 129.200.8.0와 129.200.8.249와 192.168.36.0와 192.168.36.249는 정답에서 제외됩니다
  • 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소
    • 0과 255는 특정한 의미를 가지고 있어 실제로 사용되지 않는 주소입니다.
    • 따라서 192.168.35.0은 네트워크 주소이므로 정답에서 제외됩니다.
• 4번 IP 정답: 129.200.8.249
  • 3번 IP : 129.200.10.16/22
    • 🟠 서브넷 마스크 구하기
      • 서브넷 마스크가 255.255.252.0
        • IPv4 주소는 32비트이므로,  /22는 앞의 22비트가 네트워크 주소를 의미하고, 나머지 10비트가 호스트 부분
        • 서브넷 마스크는 앞의 22비트는 1, 나머지 10비트는 0으로 채워짐.
          255는 모든 비트가 1인 상태, 0은 모든 비트가 0인 상태
        • /22를 8비트씩 나누어 보면
          - 8비트(첫 번째 옥텟): 11111111 (255)
          - 8비트(두 번째 옥텟): 11111111 (255)
          - 6비트(세 번째 옥텟): 11111100 (252)
          => 11111100을 십진수로 변환 = > 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 0 + 0 = 252
          - 0비트(네 번째 옥텟): 00000000 (0)
    • 🟠 네트워크 주소 구하기
      • 네트워크 주소는 IP 주소와 서브넷 마스크의 AND 연산을 통해 구합니다.
        
        • 10(IP 주소)과 252(서브넷 마스크) 이진법 : 10 -> 00001010 / 252 -> 11111100
           00001010 (IP 주소)
           11111100(서브넷 마스크)
          -----------------
           00001000 (네트워크 주소)
        • 00001000 십진법 -> 8 따라서 네트워크 주소는 129.200.8.0
    • 🟠 브로드캐스트 주소 구하기
      • 브로드캐스트 주소는 네트워크 주소의 호스트 부분을 모두 1로 설정하여 계산합니다.
        
        • 00001000 (네트워크 주소)
        • 00001011(브로드캐스트 주소)
        • 00001011 십진법 -> 11 따라서 브로드캐스트 주소 129.200.11.255
          
  • 이 네트워크의 범위는 129.200.8.0부터 129.200.11.255까지입니다.
    
    • 정답 후보인 129.200.8.0와 129.200.8.249 중 129.200.8.0은 네트워크 주소로 실제로 사용되지 않는 주소입니다. 따라서 정답은 129.200.8.249
• 5번 IP 정답: 192.168.36.249
  • 6번 IP : 192.168.36.24/24
    
    • 서브넷 마스크가 255.255.255.0이므로, 이 네트워크의 범위는 192.168.36.0부터 192.168.36.255까지입니다.
    • 192.168.36.0은 네트워크 주소이고, 192.168.36.255는 브로드캐스트 주소이므로 192.168.36.0은 정답 제외
    • 범위에 속해 할당 가능한 192.168.36.249가 정답

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