IPv6

IPv6 (Internet Protocol version 6)

IPv6는 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 차세대 인터넷 프로토콜. IPv6는 128비트 주소 체계를 사용하여 사실상 무한에 가까운 주소 공간을 제공. 또한 IPv6는 확장성과 보안을 강화하고, 향후 새로운 기술에 적응할 수 있도록 설계되었음.

IPv6의 주요 특징

• 더 나은 헤더 형식: IPv6는 옵션 필드를 확장 헤더로 분리하여 기본 헤더 크기를 고정. 필요 시 확장 헤더를 삽입할 수 있어 유연한 구조를 가진다.
• 새로운 선택사항: IPv6는 추가적인 기능을 제공하는 새로운 선택사항을 가지고 있다.
• 확장성 허용: 프로토콜이 미래의 기술과 응용 프로그램에서 요구될 확장성을 수용할 수 있도록 설계되었다.
• 자원 할당 지원: IPv6는 발신자가 패킷의 특별한 처리를 요청할 수 있는 Flow Label이라는 방식을 추가해 실시간 트래픽(예: 오디오, 비디오)을 지원할 수 있다.
• 보안 강화: IPv6는 암호화와 인증 선택사항을 통해 패킷의 기밀성과 무결성을 제공.

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IPv6 데이터그램 형식

IPv6 데이터그램은 고정 길이의 기본 헤더(40바이트)와 선택적인 확장 헤더, 그리고 페이로드로 구성.

IPv6 헤더 필드

• 버전(Version): 4비트, IPv6의 경우 6.
• 트래픽 클래스(Traffic Class): 8비트, 패킷의 우선순위를 지정.
• 흐름 표지(Flow Label): 24비트, 발신자가 요청하는 특별한 처리를 위해 사용.
• 페이로드 길이(Payload Length): 16비트, 기본 헤더를 제외한 데이터그램의 길이를 나타낸다.
• 다음 헤더(Next Header): 8비트, 데이터그램 뒤에 오는 첫 번째 확장 헤더 또는 상위 계층 프로토콜을 지정.
• 홉 제한(Hop Limit): 8비트, 데이터그램이 통과할 수 있는 최대 라우터 수입니다. (TTL(Time to Live)과 유사한 개념.)
• 발신지 주소(Source Address): 128비트, 패킷의 발신지 IP 주소.
• 목적지 주소(Destination Address): 128비트, 패킷의 목적지 IP 주소.

**IPv6 헤더는 시험에 간단하게 나올듯** - 개념 정리만

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확장 헤더 (Extension Headers)

확장 헤더 유형

IPv6 데이터그램에는 기본 헤더 외에도 확장 헤더를 사용할 수 있다. 확장 헤더는 패킷이 목적지로 이동하는 동안 추가적인 기능을 제공하는 데 사용된다. 확장 헤더의 주요 유형은 다음과 같다:

• 매 홉 선택사항(Hop-by-Hop Options): 데이터그램이 거쳐가는 모든 라우터에 발신지 정보를 전달할 때 사용.
• 발신지 경로 지정(Source Routing Options): 발신지가 지정한 경로를 따라 패킷이 전달되도록 하는 옵션.
• 단편화(Fragmentation): IPv6에서는 단편화가 발신지에서만 수행. 라우터는 단편화를 처리하지 않으며, 확장 헤더에서 이 정보를 처리한다.
• 암호화된 보안 페이로드(Encrypted Security Payload): 패킷의 기밀성을 보호하는 확장 헤더.
• 목적지 선택사항(Destination Options): 패킷이 목적지에 도달할 때 특정한 처리를 수행하도록 하는 선택사항이다.

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IPv6 주소

IPv6 - 주소 표현법

IPv6는 128비트 주소를 사용하여 이전 버전의 32비트 IPv4 주소보다 훨씬 큰 주소 공간을 제공한다. IPv6 주소는 16진수 콜론 표기법을 사용하여 쉽게 읽을 수 있도록 표현된다.

IPv6 주소 유형

• 유니캐스트(Unicast): 한 개의 인터페이스를 대상으로 한 통신.
• 애니캐스트(Anycast): 동일한 애니캐스트 주소를 사용하는 여러 인터페이스 중 가장 가까운 인터페이스로 패킷이 전달.
• 멀티캐스트(Multicast): 그룹의 모든 인터페이스에 패킷을 전달.

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자동 구성 (Autoconfiguration)

IPv6의 중요한 특징 중 하나는 자동 구성(Autoconfiguration) 기능. IPv6에서는 네트워크 관리자 없이 호스트가 스스로 네트워크 설정을 할 수 있다. 자동 구성 과정은 다음과 같다:

1. 링크 로컬 주소 생성: 호스트는 10비트 로컬 접두사와 54비트 0, 그리고 64비트 인터페이스 식별자를 사용하여 자신의 링크 로컬 주소를 생성.
2. 주소 중복 확인: 생성한 링크 로컬 주소가 네트워크 상에서 유일한지 확인.
3. 글로벌 주소 생성: 호스트가 글로벌 유니캐스트 접두사와 자신의 인터페이스 식별자를 결합하여 최종 글로벌 주소를 구성.

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IPv4에서 IPv6로의 전환

IPv4에서 IPv6로의 전환은 천천히 이루어지고 있다. 인터넷의 많은 시스템이 IPv4만 지원하는 상태에서 IPv6로의 완전한 전환은 오랜 시간이 걸릴 것으로 예상.

전환 전략

이중스택

 

• 이중 스택(Dual Stack): 호스트와 라우터가 IPv4와 IPv6를 모두 지원하여, 상황에 맞는 프로토콜을 사용.

터널링 전략

• 터널링(Tunneling): IPv6 네트워크에서 IPv4 네트워크를 거쳐 통신할 때, IPv6 패킷을 IPv4 패킷으로 캡슐화하여 전송.

헤더 변환

• 헤더 변환(Header Translation): IPv4 네트워크와 IPv6 네트워크 간의 통신에서 헤더 형식을 변환하여 패킷을 전달.