# IPv6

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IPv6는 Internet Protocol version 6의 준말이다.

IPv6는 인터넷 프로토콜 스택 중 네트워크 계층의 프로토콜로써 version 6 Internet Protocol로 제정된 차세대 인터넷 프로토콜을 말한다. 인터넷(Internet)은 IPv4 프로토콜로 구축되어 왔으나 IPv4 프로토콜의 한계점으로 인해 지속적인 인터넷 발전에 문제가 예상되어 이에 대한 대안으로써 IPv6 프로토콜을 제정하게 되었다.

## [편집] 역사

2004년 12월 현재 IPv4의 43억개 주소 가운데 약 40%인 17억개의 주소만이 남아 있으며, 대한민국에서 할당받은 34,081,024개의 IPv4 주소 가운데 99.69%인 33,974,528개가 할당되어 사용되고 있다. IPv4 주소는 빠른 속도로 고갈되어 가고 있으며, 인터넷에 접속된 컴퓨터는 기하급수적인 속도로 증가하고 있다. 또한 모자라는 주소를 더 많은 네트워크에 할당하기 위해 네트워크 프래그멘테이션(network fragmentation)은 지속적으로 증가하여 라우터에 많은 부담을 주고 있다.

때문에 인터넷의 주소 고갈과 네트워크 프래그멘테이션 문제를 해결하고 인터넷에 확장성과 데이터 보안을 강화하기 위해 IPv6가 제안되었다.

IPv6는 Xerox 팔로 알토 연구소에서 개발하고, 1994년 IETF가 채택하였다. 처음에는 IP Next Generation (IPng)라고 불렀다.

2005년 12월 현재 IPv6는 매우 작은 네트워크에 한해 시험적으로 사용하고 있으며, 인터넷의 나머지 부분은 IPv4 프로토콜로 작동하고 있다. 대한민국 정부는 2010년까지 국내 인터넷 주소체계를 IPv6로 전환할 것이라고 예고했다.

## [편집] 특성

IPv6와 기존 IPv4 사이의 가장 큰 차이점은 바로 IP 주소의 길이가 128비트로 늘어났다는 점이다. 이는 폭발적으로 늘어나는 인터넷 사용에 대비하기 위한 것이다. 또한 IPv6는 여러가지 새로운 기능을 제공하는 동시에 기존 IPv4와의 호환성을 최대로 하는 방향으로 설계되었다. 때문에 몇몇 예외(FTP, NTPv3등)를 제외하고 대부분의 네트워크 수준 상위 프로토콜들은 큰 수정 없이 IPv6 상에서 동작할 수 있다. IPv6 프로토콜은 다음과 같은 특성을 지니는 프로토콜로 개발되었다.

- IP 주소의 확장 : IPv4의 기존 32 비트 주소공간에서 벗어나, IPv6는 128 비트 주소공간을 제공한다.

- 호스트 주소 자동 설정 : IPv6 호스트는 IPv6 네트워크에 접속하는 순간 자동적으로 네트워크 주소를 부여받는다. 이는 네트워크 관리자로부터 IP 주소를 부여받아 수동으로 설정해야 했던 IPv4에 비해 중요한 이점이다.

- 패킷 크기 확장 : IPv4에서 패킷 크기는 64킬로바이트로 제한되어 있었다. IPv6의 점보그램 옵션을 사용하면 특정 호스트 사이에는 임의로 큰 크기의 패킷을 주고받을 수 있도록 제한이 없어지게 된다. 따라서 대역폭이 넓은 네트워크를 더 효율적으로 사용할 수 있다.

- 효율적인 라우팅 : IP 패킷의 처리를 신속하게 할 수 있도록 고정크기의 단순한 헤더를 사용하는 동시에, 확장헤더를 통해 네트워크 기능에 대한 확장 및 옵션기능의 확장이 용이한 구조로 정의하였다.

- Flow Labeling : flow label 개념을 도입, 특정 트래픽은 별도의 특별한 처리(실시간 통신 등)를 통해 높은 품질의 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

- 인증 및 보안 기능 : 패킷 출처 인증과 데이터 무결성 및 비밀 보장 기능을 IP 프로토콜 체계에 반영하였다. IPv6 확장헤더를 통해 적용할 수 있다.

- 이동성 : IPv6 호스트는 네트워크의 물리적 위치에 제한받지 않고 같은 주소를 유지하면서도 자유롭게 이동할 수 있다. 이와 같은 모바일 IPv6는 RFC 3775와 RFC 3776에 기술되어 있다. (그러나, IPv4에도 모바일 IP가 정의되어 있지만 아직 많이 사용되지 않는다는 것을 밝혀둔다.)

## [편집] IPv6 주소공간

IPv4는 32비트의 주소공간을 제공함에 반해, IPv6는 128비트의 주소공간을 제공한다.

32비트 주소공간이란, 32 bit로 표현할 수 있는 주소영역을 지칭한다. 32 bit에 의해 생성할 수 있는 모든 IPv4 주소는 232개이다. 약 42.9억개의 주소에 해당한다.

IPv6의 128비트 주소공간은 128 bit로 표현할 수 있는 2128개의 IPv6 주소영역을 지칭한다. 약 3.4x1038개의 주소를 갖는 주소 영역이다.

IPv4 주소에 비해 IPv6 주소는 그 표현 bit 수가 128bit로 IPv4의 32bit에 비해 4배가 되었지만, 생성되는 IPv6 주소공간 영역은 IPv4 주소공간에 비해 296배의 크기를 갖는다.

IPv6 주소공간은 향후 인터넷에 등장할 대량의 유비쿼터스 통신 장치들이 상호 통신을 할 수 있는 주소공간을 제공할 수 있다. 냉장고, TV, AV 스피커, DVD 플레이어, 홈 보안장치, 전화기 등 각 요소 장비들이 지능화하면서 동시에 무선 인터넷 등을 통해 상호 통신할 수 있도록 각 장치(device)에 IPv6 주소를 제공할 수 있다.

128bit의 주소공간은 지표면의 모든 공간에 10m2당 1개씩의 IPv6/48 네트워크를 제공할 수 있을 만큼의 많은 개수를 갖는다. 어떤 사람들은 이 주소가 지나치게 많고, 그렇게 많은 네트워크가 필요하게 될 일은 영원히 없을 거라고 주장하지만, IPv6의 128bit 주소공간은 주소가 바닥나는 것을 막는 것 외에도 네트워크가 여러 개의 작은 단위로 조각나는 것을 막아 라우팅을 빠르게 만들기 위한 목적도 갖는다.

### [편집] 주소 표현

IPv6의 128비트 주소공간은 다음과 같이 32자리의 16진수를 4자리씩 끊어 나타낸다.

  2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334

그러나 32자리의 16진수는 사람이 읽고 쓰기에 불편하고, 대부분의 자리가 0의 숫자를 갖게 되므로, 4자리가 모두 0의 숫자를 가질 경우 하나의 0으로 축약하거나, 혹은 아예 연속되는 0의 그룹을 없애고 ':' 만을 남길 수 있다. 따라서 아래의 IPv6 주소들은 모두 같은 주소를 나타낸다.

    2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
    2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab
    2001:0DB8:0:0:0:0:1428:57ab
    2001:0DB8:0::0:1428:57ab
    2001:0DB8::1428:57ab

또한 맨 앞자리의 0도 축약할 수 있다. 따라서 2001:0DB8:02de::0e13는 2001:DB8:2de::e13로 축약할 수 있다.

그러나 0을 축약하고 ':'로 없애는 규칙은 두 번이나 그 이상으로 적용할 수 없다. 만약 두 번 이상 적용하는 것이 허용되어 2001::25de::cade와 같은 표현이 가능하다면, 이 표현은 다음의 네 가지 주소 가운데 어떤 것을 가리키는지 의미가 불분명해질 것이다.

    2001:0000:0000:0000:0000:25de:0000:cade
    2001:0000:0000:0000:25de:0000:0000:cade
    2001:0000:0000:25de:0000:0000:0000:cade
    2001:0000:25de:0000:0000:0000:0000:cade

### [편집] 네트워크 표현

IPv6 네트워크(혹은 서브넷)는 2의 제곱수를 크기로 갖는 IPv6 주소들의 집합이다. 네트워크 주소는 네트워크 프리픽스 뒤에 프리픽스의 '/' 기호와 함께 비트 수를 붙여서 나타낸다. 2001:1234:5678:9ABC::/64는 2001:1234:5678:9ABC:: 부터 2001:1234:5678:9ABC:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 까지의 주소를 갖는 네트워크를 나타낸다.

### [편집] IPv4 주소의 IPv6 형태

기존 네트워크와의 호환성을 위해, IPv4 주소는 다음과 같은 세 가지 방법을 통해 IPv6 주소로 나타낼 수 있다.

- 표준 IPv6 표기 : IPv4 주소 192.0.2.52는 16진수로 표시하면 0xC0000234가 된다. 이를 그대로 IPv6 주소로 변경하면 0000:0000:0000:0000:0000:0000:C000:0234가 되고, 줄이면 ::C000:234가 된다.

- IPv4 호환 주소 : IPv4와의 호환성과 가독성을 위해 기존 표기에 '::' 만을 붙여 ::192.0.2.52와 같이 쓸 수 있다. 그러나 이 방법은 더 이상 사용되지 않아 폐기될 예정이다.

- IPv4 매핑 주소 : IPv6 프로그램에게 IPv4와의 호환성을 유지하기 위해 사용하는 다른 방법으로, 처음 80비트를 0으로 설정하고 다음 16비트를 1로 설정한 후, 나머지 32비트에 IPv4 주소를 기록하는 IPv4 매핑 주소가 존재한다. 이 주소공간에서는 마지막 32비트를 10진수로 표기할 수 있다. 따라서 192.0.2.52는 ::ffff:192.0.2.52와 같이 쓸 수 있다.

### [편집] 특수 주소 공간

- ::/128 - 이 주소는 모든 값을 0으로 세팅한 특수한 주소이다. 가상적으로만 사용된다.
- ::1/128 - 자기 자신의 주소를 가리키는 루프백 주소이다. 프로그램에서 이 주소로 패킷을 전송하면 네트워크는 전송자에게로 패킷을 반송한다. IPv4의 127.0.0.1과 동일하다.
- ::/96 - IPv4 호환 주소를 위해 사용되는 주소공간이다.
- ::ffff:0:0/96 - IPv4 매핑 주소를 위해 사용되는 주소공간이다.
- fc00::/7 - IPv6 유니캐스트를 위한 주소공간이다.
- fe00::/10 - link-local address를 위한 주소공간이다. IPv4의 자동 설정 IP 주소인 169.254.x.x 에 해당한다.
- fec0::/10 - site-local address를 위한 주소공간이다. 네트워크 내부에서만 유효한 주소이며, 2004년 10월 RFC3879에서 폐기되어 더 이상 사용되지 않는다.
- ff00::/8 - IPv6 멀티캐스트를 위한 주소공간이다. IPv4의 브로드캐스트는 더 이상 지원되지 않으며, IPv6에서는 대신 멀티캐스트를 사용해야 한다.

## [편집] IPv6 표준 문서

- RFC2460 Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification
- RFC3513 Internet Protocol Version 6 (IPv6) Addressing Architecture
- RFC2461 Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPv6)
- RFC2463 Internet Control Message Protocol (ICMPv6) for the Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification

## [편집] IPv6 참고 사이트

- The IPv6 Portal... All the IPv6 News
- IPv6 in NCA - 한국전산원 IPv6 서비스
- 한국전산원 IPv6 포탈
- IPv6 Forum Korea
- IPv6 Forum

원본 주소 ‘http://ko.wikipedia.org../../../i/p/v/IPv6_fdb7.html’

분류: 인터넷 표준 | 인터넷 프로토콜

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