[컴퓨터 네트워크] 07. IPv6(차세대 IP)

IPv6

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IPv6 주소

• IPv6로의 전환의 주된 이유는 주소공간 부족
• IPv6의 거대한 주소 공간은 주소 고갈의 문제 해결
• IPv6 조소는 128 비트 (16 바이트 (옥텟))
  • IPv4의 4배 길이

표현

• 128 비트를 컴퓨터는 쉽게 저장하지만, 인간은 다루기 쉽지 않다
• 바이너리 표기법과 16진 표기법 (Coloned Hexadecimal)
  • 32개의 16진수를 4개씩 끊어서 FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 이런식으로 적는다

주소공간

• IPv6의 주소 개수는 2^128 개
• 주소 고갈 문제 해결
• IPv4 주소(43억 개)의 296 배 (1028배)
• 3.4x10^34 개

주소 공간 할당

• IPv6의 주소공간은 가변길이의 여러 블럭으로 분할하고, 각 공간은 특수 목적으로 사용
• 대부분의 공간은 아직 미할당
  • 미래 사용 위해 남겨둠

IPv6 주소에 할당된 프리픽스

 

자동설정

• IPv6의 흥미로운 특징중의 하나가 호스트 주소의 자동설정 기능
• IPv4에서는 수동설정, 혹은 DHCP에 의한 자동설정
• DHCP는 IPv6에서도 주소할당에 사용
• IPv6에서는 호스트가 스스로 주소설정 가능

Renumbering

• 서비스 제공자를 변경하는 경우에, 인터페이스 ID 는 동일하고, 네트워크 프리픽스와 서브넷 ID만 변경하면 됨
• 네트워크 프리픽스와 서브넷 ID는 라우터가 주기적으로 메시지를 통하여 알리고, 각 호스트는 자신의 주소를 이 값으로 변경한다
• 네트워크 주소가 바뀌면 관리자가 바꿔주는 것이 아니라, 라우터가 바뀐 주소를 주기적으로 네트워크 안 라우터에게 알려줌으로써 호스트가 수신하여 앞부분 주소를 자동적으로 사용 

IPv6 프로토콜

• IPv6 패킷 포맷
  • 고정헤더
  • 확장헤더
• 메시지 유형

패킷 포맷

• 40 바이트 기본 헤더
• 유료부하 (payload)
  • 확장 헤더 (Optional) + 데이터(상위계층)
  • 최대 65535 바이트

 

확장헤더

• 6가지 확장헤더
  • IPv4에서는 옵션
• hop-by-hop option
• source routing
• Fragmentation
• Authentication
• encrypted security payload
• destination option

ICMPv6 프로토콜

• ICMPv6는 ICMPv4 보다 복잡
  • ARP, IGMP 기능 흡수
• 새로운 메시지 추가됨

Error-Reporting Messages

• 보고되는 4가지 에러 종류
  • destination unreachable
  • packet too big
  • time exceeded(ex. TTL)
  • parameter problems
• Source-quenched 메시지는 제외됨
  • IPv4에서 혼잡제어 용도
  • IPv6에서는 헤더의 priority, flow label 필드를 활용하여 혼잡제어

Informational Messages

• 2 종류
  • echo request 메시지(ex. ping)
  • Echo reply 메시지
• 인터넷에서 통신 가능 상태 체크

Neighbor-Discovery 메시지

• 내 주변에 목적지가 있는지? 해당 목적지의 주소는?
• 2개의 새로운 프로토콜 지원
  • Neighbor-Discovery (ND) protocol
  • Inverse-Neighbor-Discovery (IND) protocol

Group Membership Message

• 해당 네트워크에 그룹멤버가 있나 없나 찾는 것
• IPv4에서 그룹 통신 관리를 다루는 프로토콜은 IGMPv3 프로토콜
• IPv6에서는 Multicast Listener Delivery 프로토콜이 담당
  • MLDv1이 IGMPv2의 IPv6 버젼
  • MLDv2가 IGMPv3의 IPv6 버전
• MLDv2의 2 메시지 유형
  • membership-query 메시지(라우터)
  • membership-report 메시지(호스트)

IPv4에서 IPv6로의 전환

• 전환은 IPv4와 IPv6 시스템 사이에 어떠한 문제도 발생하지 않도록 매끄럽게 (smooth)

3가지 전환 전략

• 듀얼 스택 (Dual stack)
• 터널링 (Tunneling)
• 헤더 변환 (Header translation)

 

IP 주소의 사용

• 전환기간 동안에는 IPv4와 IPv6 두 방식의 주소 모두 사용
• 전환 완료 시 IPv4 주소는 없어질 것
• DNS 서버가 호스트 이름으로부터 두 방식의 주소 모두를 매핑해줄 것이고, 전세계의 모든 호스트가 IPv6로 전환되면 IPv4 디렉토리는 없어질 것임