IPv6 (Internet Protocol version 6) 업무2005. 12. 18. 00:14
보통 컴퓨터 네트워크는 일상 생활에서 커뮤니티, 즉 공동체에 비유되곤 합니다. 행정구역이 나누어지듯이 네트워크 또한 상하위의 개념이 존재하면서, 실제 각 건물마다 주소가 부여되듯이 네트워크 상의 각각의 클라이언트, 호스트에 주소가 부여됩니다. 네트워크 내에서 데이터 전송은 우편배달과 마찬가지로 목적지점의 주소를 가지고 찾아가는데요. 우리는 그 주소를 IP address라고 부릅니다.
▶ IPv4 (Internet Protocol version 4)
현재 우리가 쓰고 있는 인터넷주소의 체계는 IPv4(Internet Protocol version 4)입니다. IPv4의 형태는 이렇습니다. 예를 들어 한국전력 홈페이지(www.kepco.co.kr)의 IP주소는 203.243.237.10 인데, 점(dot)을 사이에 둔 4개의 숫자로 구성된 것이 현재 IPv4의 표현형태입니다. 우리가 익스플로러 주소창에 www.kepco.co.kr라고 도메인 이름을 입력하면, 네트워크에서는 그 도메인네임을 보고 도메인 서버에 저장되어 있는 주소와 매핑을 시켜서, 그 주소지로 찾아가게 되는데, 그 주소지의 기억형태가 203.243.237.10이라는 것이고 이것은 인터넷상에서 유일하게 존재하는 단 하나의 주소입니다.
IPv4는 옥텟이라고 부르는 각각의 숫자부를 255까지 사용할 수 있습니다. 즉 .과 . 사이에 존재하는 4개 자리에 255개까지 사용할 수 있는데, 그 이유는 각 자리가 8비트이기 때문이다. 그래서 IPv4는 총 32비트의 주소비트를 갖고 그로 인해 가질 수 있는 인터넷 주소의 수는 약 43억개입니다.. IPv4에서는 가상으로 NetID와 HostID를 구분하고 IP주소는 5개의 등급으로 나누는데, 각 등급의 의미는 해당등급의 형식을 가진 IP주소가 표현할 수 있는 네트워크와 호스트수를 나타냅니다. 인터넷에서는 A,B,C 등급을 사용합니다. 참고로 A클래스는 대형 네트워크에 사용을 하고 호스트수는 16,777,214개이며 B클래스는 중대형 네트워크(호스트수:65,534개), C클래스는 소규모네트워크에 이용되며 호스트수는 254개입니다. 처음에 IPv4는 전세계인구가 50억이라는 것을 감안하며 43억개 정도의 주소면 충분하다 싶어 32비트의 크기로 시작을 했지만, 이후 네트워크 이용의 폭발적인 증가와 사물에도 주소를 부여하게 되는 RFID와 같은 새로운 기술이 등장을 하면서 인터넷 주소의 필요성이 증가해 43억개로는 부족하게 되어 새로운 주소체계가 필요하게 되는데, 이렇게 등장한 것이 바로 IPv6입니다. IPv6는 단지 인터넷 주소수의 증가만을 가져오는 것이 아니라 여러가지 면에서 IPv4의 단점을 보완하고 성능의 향상을 가져오는데요. 그 단적인 비교는 다음과 같습니다.
▶ IPv6 (Internet Protocol version 6)
그럼 이제 IPv6의 등장배경에 대해서 말씀을 드렸으니, 어떻게 구성이 되어 있으며 어떤 기능들이 더 추가가 되었는지 자세히 알아보겠습니다.
IPv6을 도입하면 가장먼저 효과를 가져올 수 있는 부분은 바로 인터넷 주소길이의 확장입니다. IPv4가 32비트의 주소길이를 갖기 때문에 43억개의 주소의 개수를 갖는다는 것을 말씀드렸는데, IPv6의 경우 거의 무한대에 이르는 주소갯수를 사용하기 위해서 주소길이가 128비트까지 확장이 됩니다. 주소를 무한대로 사용할 수 있게 됨에 따라, 향후 RFID(전자태그)기술 등과 결합해 모든 사물도 하나의 네트워크 환경으로 묶는 환경 및 차세대 이상적 네트워크 환경, 즉 유비쿼터스 환경의 구현에도 제한이 없게 됩니다.
위의 두 그림은 IPv4와 IPv6의 데이터그램의 형식을 보여주고 있습니다. 가장 큰 차이점은 다음과 같은데요. 
주소길이의 크기 외에도 IPv6는 IPv4에 비해 상당한 성능향상을 보여주는데요. 대표적으로 IPv6에서는 Flow Label이라는 것을 포함하고 있습니다. 보통 라우터는 데이터그램이 라우터에 도착했을 때, 경로를 결정하기 위한 데이터처리가 필요한데, 만일 데이터그램이 Flow Label을 포함하고 있으면 그것의 처리결과를 기억해, 다음번에 오는 데이터그램에 대해서는 대규모의 계산을 생략하고 간단한 테이블 매핑을 통해 패킷을 전송해주게 됩니다. 즉, Flow Label은 데이터그램의 경로정보를 저장해주게 되고, 라우터를 그로 인해 훨씬 빠른 경로설정을 해주게 되는 것입니다.
또한 IPv6는 Header Length Field를 포함하지 않고, 기본적으로 헤더는 항상 40바이트로 고정됩니다. 그래서 IPv4가 임의의 헤더크기와 씨름을 하는 반면에, IPv6는 시스템을 최적화할 수가 있습니다.
IPv4에서는 Fragmentation이 라우터에서 이루어지지만, IPv6는 세션을 맺을 때 미리 MTU(최대전송단위)를 계산해서 그것을 사용하기 때문에, 데이터그램 내의 Fragmentation 정보를 데이터그램 내에 포함하는 것에 차이가 있습니다.
이처럼 IPv6는 단순히 주소의 수만 폭발적으로 늘려주는 것 뿐만 아니라, 품질(QoS, Quality of Service)과 보안의 취약성, 주소 헤더의 비효율성 등과 IPv4에서의 구조적 비효율성을 해결해주고 이동환경(저속)에서도 끊임없이 안정적인 서비스를 제공해줌으로써 고품질의 인터넷 서비스를 가능하게 해줍니다.
마지막으로, IPv6는 어떤 식의 주소체계를 갖는지 알아보겠습니다.
IPv6 address는 128비트로 인터페이스와 인터페이스간의 집합을 지정하는데 Unicast주소, Anycast주소, Multicast주소 이렇게 3가지의 주소유형을 갖습니다. Unicast주소유형은 단일 인터페이스를 지정하며 Unicast주소로 전달된 패킷은 그 어드레스에 해당하는 인터페이스에 전달이 됩니다. 반면 Anycast주소유형은 여러 노드들에 속하는 인터페이스 집합을 지정하며, Anycast주소로 보내진 패킷은 그 어드레스에 해당하는 인터페이스 중 한 곳으로 전달이 됩니다. 마지막으로 Multicast주소유형은 여러 노드들에 속하는 인터페이스 집합을 지정하며 보내진 패킷은 그 어드레스에 해당하는 모든 인터페이스에 전달이 됩니다. Multicast주소는 IPv4의 Broadcast기능을 대체하고, 현재 15% 어드레스 공간은 초기할당되었고, 85%는 미래를 위해 예약되어 있습니다.
▶ IPv6 의 과제
IPv6는 현재 사용되고 있는 주소체계인 IPv4에서 점진적으로 확장해나가는 것을 기본으로 하고 적용이 되는 체계입니다. 아무리 IPv6의 성능이 좋다고 하더라도 하루아침에 모든 TCP/IP의 IPv4의 체계가 IPv6로 변할 수는 없습니다. 기존의 IPv4의 기반 위에서 IPv6가 실현되어야 하기 때문에 IPv4 호스트와의 연동성 및 IPv4 체계와의 호환성 문제는 또다른 IPv6의 과제라고 할 수 있습니다.
또한 현재는 자체 근거리 통신망을 통해 인터넷에 연결되어 있는 형태인데,앞으로는 유선LAN이외에 RF무선망 및 적외선 접속 등 다양한 물리계층망이 등장하게 될 것입니다. 이런 다양한 계층망에서 동작하기 위해서는 IPv6에서의 공통의 프로토콜, 즉 프로토콜 통합 및 표준화 문제 역시 IPv6 시대의 성패를 좌우하는 중요한 요소가 될 것입니다.
