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연관토픽

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  4. [하위] 캐스팅 모드(casting mode)
  5. [연관] IPv6 보안
  6. [연관] IPv4(Internet Protocol version 4)

 

개념

  • IPv4 주소 고갈 문제의 임시해결책인 CIDR과 사설 IP주소, NAT의 도입과 더불어 기존 IP 주소 체계에서의 여러 가지 단점들을 수정, 보완, 대체할 수 있는 새로운 주소체계
  • IPv4가 가지고 있는 주소고갈, 보안성, 이동성 지원 등의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 128bit 주소체계의 차세대 인터넷 프로토콜
  • 1998년 IETF에서 IPv4 주소부족 해소와 무한대의 IP 주소 공급을 위하여 개발한 128bit 체계의 차세대 인터넷 주소

 

 

 

IPv6의 등장배경

등장배경 설명
인터넷 주소 수요급증 최근 유무선통합서비스 제공, 스마트 폰 보급 확산 등에 따른 무선 인터넷서비스 활성화로 인해 인터넷주소(IP) 수요가 급증
인터넷 주소
할당 종료시점 도래		 전세계 인터넷주소(IPv4)는 43 억개로 최근 IP 수요증가 추세로 볼 때 신규대응 불가능
4차 산업혁명 시대의
필수 불가결한 요소		 스마트그리드, 스마트빌딩, 사물지능통신(M2M, IoT) 등 새로운 네트워크 융합 서비스 환경에서의 다양한 Smart 서비스 기반 제공을 위함

 

 

 

IPv6 주소의 특징

특징 설명 비고
확장된 주소 32bit에서 128bit으로 주소 확장 주소 부족문제 해결
헤더포맷 간소화 IP 패킷 처리 효율적 헤더가 차지하는 대역폭 감소
QoS 보장 멀티미디어 실시간 전송의 QoS 보장 Label 기반 고속 스위칭
보안 강화 보안, 인증확장헤더, 인터넷 계층 보안 기능  IPSec 헤더
이동성 지원 자동 주소 설정기능 지원 Plug & Play 지원

 

 

 

기본 헤더 구조

  • IPv6의 패킷도 기본 헤더와 사용자 데이터 영역으로 구분
  • 기본 헤더는 IPv4와 달리 40 바이트로 고정
  • 사용자 데이터 영역은 확장 헤더와 상위 계층으로부터 받은 데이터 영역으로 구성

구분 설명
Version(4비트)
  • IPv4이면 4, IPv6이면 6
Traffic Class(8비트)
  • IPv6 패킷의 클래스나 우선순위를 나타냄
  • IPv4의 ToS(Type of Service) 필드와 유사한 기능을 하며 IPv4와의 연동 시에 IPv4의 TOS 값에 매칭
Flow Label(20비트)
  • 네트워크 상에서 패킷들의 어떤 특정한 흐름에 대한 특성을 나타내는 필드
  • 음성이나 화상 등의 실시간 데이터의 트래픽은 0이 아닌 값으로 설정
Payload length(16비트)
  • 페이로드부의 길이(확장헤더 + 상위계층 데이터)
Next header(8비트)
  • 기본헤더 다음에 위치하는 확장 헤더의 종류를 표시
Hop limit(8비트)
  • TTL(Time To Live)
Source/Destination Address
(각 128비트)
  • 발신지와 목적지 주소

 

 

 

 

확장 헤더 구조

우선순위 유형 설명 프로토콜 번호
2 홉-바이-홉(Hop-by-Hop)
  • 데이터그램이 거쳐 가는 모든 라우터에 소스 정보를 전달해야 할 때 사용
 0
3,8 목적지(Destination)
  • 정보를 목적지에만 전달할 필요가 있을 때 사용
 60
4 소스 라우팅(Source Routing)
  • IPv4의 엄격한 근원지 경로와 유연한 근원지 경로 선택사항의 개념을 혼합한 것
 43
5 단편화(Fragmentation)
  • 경로상 지원 가능한 최소 MTU를 찾는 경로 MTU 발견 기술을 사용하여 단편환(IPv6는 원근원지에서만 단편화 가능)
 44
6 AH(Authentication)
  • 발신자 인증, 데이터 무결성 보장
 51
7 ESP(Encapsulation Security Payload)
  • 기밀성 보장
 50
9 이동성(MIPv6)
  • 이동성 보장
 135

 

 

 

IPv6 주소 유형

(source : ciscopress.com)

구분 설명
유니 캐스트 Unicast, 컴퓨터와 같은 단일 인터페이스를 정의하는 주소
애니 캐스트 Anycast, 모두 단일 주소를 공유하는 컴퓨터들의 집합으로 정의. 애니캐스트 주소인 패킷은 가장 가까이 있는 애니캐스트 그룹 구성원에게만 전송
멀티 캐스트 Multicast, IPv4에서의 멀티캐스트와 같은 개념으로, 멀티 캐스트 그룹 멤버들에게 패킷이 전송

 

 

 

유니캐스트 주소

구분 설명
개념 - 단일 인터페이스를 지정하여 1:1 통신 시 서로 간의 인터페이스를 식별하는 주소
방식 (1) Global Unicast
- IPv4 에서 공인 IP 주소와 유사한 개념의 주소

- 현재 사용 중인 IPv6 글로벌 대역은 2001::/16, 2002::/16, 2003::/18, 3FFE::/16 등을 사용


(2) Unique Local unicast Address
- IPv4의 사설 IP 주소와 같은 개념

- 특정 지역 내에서만 유효

- Global ID의 경우 있을지도 모르는 중복을 피하기 위해 랜덤한 수로 하여 채워짐


(3) Link Local Unicast Address
- 직접 연결된 동일 링크 및 subnet에서 사 용하는 주소

- 링크 로컬 주소는 다른 링크의 글로벌 주 소 및 링크 로컬 주소와는 통신이 불가능
- 링크 로컬 주소는 FE80::/10의 고정된 대 역과 interface의 EUI-64 ID의 결합으로 이루 어짐

 

 

 

애니캐스트 주소 [117응1교시]

구분 설명
개념
  • 하나의 송신 노드에서 수신자 그룹의 가장 가까운 노드로 데이트그램을 전송하는 네트워크 주소 
  • 일단의 수신자들을 묶어 하나의 그룹으로 나타낸 주소를 사용하여 그룹 내에서 가장 가까운 호스트에게만 전송하는 라우팅 방식
특징 - 라우팅 효율화 : 한 호스트가 호스트 그룹을 위해 라우팅 테이블을 효과적으로 갱신할 수 있도록 하기 위해 설계
- 최단거리 전송 : 어떤 게이트웨어 호스트가 가장 가까이 있는지를 결정한 후 그 호스트에 패킷을 보낼 수 있음
주소형식
  • 여러 개의 인터페이스에 동일한 anycast 주소의 부여 가능
  • 서브네트 prefix 이후가 모두 '0'으로 채워져 있음
패킷전달  
  • anycast형 주소는 호스트의 인터페이스에는 잘 할당되지 않고, 주로 라우터 인터페이스에 적용
  • 송신자는 메트릭스를 참조하여 anycast 그룹의 가장 가까운 인터페이스로 데이터 전달
  • 가장 가까운 인터페이스의 판단 기준은 라우팅 메트릭스

 

 

 

멀티캐스트 주소 [117응1교시]

구분 설명
개념
  • 멀티캐스트 전송식별과 그룹 ID로 이루어진 멀티캐스트 그룹에 참여하는 구성원(Host Group)들을 확인하기 위한 주소 
주소형식
  •  IPv6에서 멀티캐스트 식별은 최상위 9비트가 '0xFF'로 시작될 때 구분
  • Flags 필드(4비트) : (O flag + R flag + P flag + T flag)
  • Scope 필드(4비트) : 유효범위
  • Group ID 필드(총 112비트)
패킷전달  
  • 1 : N 통신을  위한 주소 지정 방식
  • 특정 송신자가 하나의 데이터 패킷을 여러 수신자에게 보냄
  • 패킷 전달 시 멀티캐스트 라우팅 프로토콜과 그룹관리 프로토콜(IGMP) 이용 

 

 

 

IPv4 vs. IPv6

구분 IPv4 IPv6
주소길이 32비트 128비트
표시방법 8비트씩 4부분으로 나뉜 10진수
예) 192.168.10.120		 16비트씩 8부분으로 나뉜 16진수
예) 2001:0:4137:9e76:1086:3ee3:2274:e11c
주소개수 약 43억개 약 31조개
주소할당 A, B, C, D 등 클래스 단위 비순차적 할당(비효율적) 네트워크 규모 및 단말기 수에 따른 순차적 할당(효율적)
품질제어 품질보장 곤란 등급별, 서비스별로 패킷 구분 가능해 품질 보장 용이
헤더크기 고정 가변
QoS Best Effort 방식/보장 곤란 등급별, 서비스별 패킷구분/보장
보안기능 IPSec 프로토콜 별도 설치 확장기능에서 기본 제공
Plug&Play 지원안함 지원
모바일IP 곤란 용이
웹 캐스팅 곤란 용이
전송방식 multi, uni, broadcast multi, uni, anycast

 

 

모범답안

  1. [답안] IPv6 헤더, 단편화(IPv4, IPv6처리), IPv6망 전환방안(2교시)

 

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