새로운시대의새로운규칙 IPv6download.sdu.ac.kr/files/Board_Files/Home_C32_ProLec/... · 2010-12-23 · 간단해진IPv6 헤더 IPv4 Header IPv6 Header Simpler and efficient

새로운 시대의 새로운 규칙새로운 시대의 새로운 규칙IPv6 !!!

1Chapter2-1

Lesson 1: IPv6 출현 배경

2

IPv6 도입 배경IPv6 도입 배경

전 세계적 인터넷 기반의 산업이 성숙기 진입함에 따라• 전 세계적으로 인터넷 기반의 IT산업이 성숙기로 진입함에 따라새로운 성장 동력이 요구되고 있으며, 차세대인터넷은 21세기국가경쟁력을 좌우하는 핵심 인프라로 인식

• 우리나라는 2008년 현재 인터넷 이용인구가 34,820천명에 이르고초고속인터넷 가입가구가 1,371만을 넘어서는 등 인터넷 이용이보편화되고 서비스 고도화에 대한 수요가 급증보편화되고 서비스 고도화에 대한 수요가 급증

• 인터넷주소의 부족문제를 근본적으로 해결하고 인터넷 망 고도화, 산업발전방향 제시 및 이용환경의 개선을 도모하고자 IPv6의보급 확산을 촉진 필요보급∙확산을 촉진 필요

IPv4 주소 공간IPv4 주소 공간

< 전세계 IPv4 주소할당현황 > 전세계 IPv4 주 할당현황

기준 : 2009.12.1 기준, 출처:한국인터넷진흥원

현재 남아있는 IPv4 주소 현황현재 남아있는 IPv4 주소 현황

O 당초 예측된 IPv4주소의 신규 할당 중단시점 보다 빠른 시점으로 IPv4주소의 신규할당이 중단 될 것으로 예상할당이 중단 될 것으로 예상

- 전 세계 IP주소를 관리하는 IANA*는 '12년→'11년으로,- 아·태지역 IP주소를 관리하는 APNIC**는 '13년 → '12년으로 예상시점이 당겨짐

*IANA(Internet Assigned Numbers Authority) : ICANN 내부조직으로 IP주소, 최상위 도메인 등을 관리하는 인터넷 할당 번호관리기관

**APNIC(Asia Pacific Network Information Center) 아태지역 네트워크 정보센터로 한국 중국 호주 등 아태지역 IP 관리기관**APNIC(Asia Pacific Network Information Center) 아태지역 네트워크 정보센터로 한국, 중국, 호주 등 아태지역 IP 관리기관

전 세계 IPv4 주소 할당 추이전 세계 IPv4 주소 할당 추이

2010년5월21일 기준 출처:인터넷진흥원

IPv6 활성화의 필요성IPv6 활성화의 필요성

• IPv4 주소 부족 문제의 근본적인 해결

• 쉽고 편리한 인터넷 실현

• 인터넷 구조개선• 인터넷 구조개선

• 이동성의 완벽한 구현

• 유․무선 통합 서비스 지원

통신 방송 통합 서비스 지원• 통신․방송 통합 서비스 지원

IPv6 기반의 앞으로 우리가 사는 세상IPv6 기반의 앞으로 우리가 사는 세상

Lesson 2: IPv6의 특징 및 주소 형태

9

IPv6 주요한 특징IPv6 주요한 특징

• 풍부한 주소 대역:Global reachability flexibility aggregation– Global reachability, flexibility, aggregation, multihoming, autoconfiguration, “plug-and-play,” renumbering

• Header 의 단순화:– Routing efficiency, performance, and forwarding rate

scalability• Security, mobility 향상

• IPv4 에서 IPv6 로의 다양한 전환 방법 제공

보다 큰 주소 공간보다 큰 주소 공간

IPv4 = 32 bitsIPv4 = 32 bits

IPv4

IPv6 = 128 bits

• 32 bits• =~ 4,200,000,000 possible addressable nodes

IPv6• 128 bits: 4 times the size in bits• =~ 3.4 * 1038 possible addressable nodes• =~340,282,366,920,938,463,374,607,432,768,211,456• =~ 1030 addresses per person on the planet• 3백4십간, 2천8백2십3구, 6천6백9십2양, 9백3십8자, 4천6백3십4해, 6천3백3십7경, 4천6백7조,

4천3백십7억, 6천8백21만, 천4백5십6참고 일 십 백 천 만 억 조 경 해 자 양 구 간 정 재 극 항아사 아승기 나유타 불가사의• 참고: 일, 십, 백, 천, 만, 억, 조, 경, 해, 자, 양, 구, 간, 정, 재, 극, 항아사, 아승기, 나유타, 불가사의, 무량대수

엠파이어 스테이트 빌딩과 지구???엠파이어 스테이트 빌딩과...지구???

만약 IP 주소 한개를 1그램(g) 이라고 가정하면...IPv4 에서 이론적으로 가능한 모든 주소를 더한 무게는 뉴욕 맨하튼에 있는 엠파이어스테이트IPv4 에서 이론적으로 가능한 모든 주소를 더한 무게는 뉴욕 맨하튼에 있는 엠파이어스테이트빌딩 무게의 85분의 1 입니다.이 빌딩이 102 층짜리에 총 높이가 381 미터이므로 IPv4 는 약 1.2층에 높이로는 4.5 미터정도의 빌딩 무게입니다.IPv6는 엠파이어 스테이트 빌딩으론 계산이 안됨지구의 무게는 이론상 약 5.972 곱하기 10의 21승 톤이 무게를 기준으로 했을때 IPv6 에서 가능한 주소를 하나에 1그램씩 계산하면 지구무게의

무려 567억배의 무게임무려 567억배의 무게임.

모든 장비는 공인 IP로 접속한다모든 장비는 공인 IP로 접속한다.

IPv6 Internet

풍부한 주소 대역:• 모든 접속이 공인IP를 통해서 이루어지며, 공유기 같은 장비를 거치지,

않고 장비 대 장비로 직접 연결이 이루어진다.

IPv6는 보다 간단한 구조의 주소체계를 갖는다IPv6는 보다 간단한 구조의 주소체계를 갖는다

IPv6 = 128 bits

• Possibility of multiple levels of hierarchy inside the address spaceaddress space

• More flexibility, new functionalities

IPv6 주소 아키텍처IPv6 주소 아키텍처

F tFormat:• x:x:x:x:x:x:x:x where x is a 16-bit hexadecimal field

– 2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B2031:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B– Case insensitive

• Leading zeros in a field are optional:– 2031:0:130F:0:0:9C0:876A:130B

• Successive fields of 0 are represented as ::, but only once in an address:address:– 2031:0:130F::9C0:876A:130B– 2031::130F::9C0:876A:130B– FF01:0:0:0:0:0:0:1 => FF01::1– 0:0:0:0:0:0:0:1 => ::1

0 0 0 0 0 0 0 0 >– 0:0:0:0:0:0:0:0 => ::

IPv6 Address 표현 방식IPv6 Address 표현 방식

Format:• IPv4-compatible:co pat b e

– 0:0:0:0:0:0:192.168.30.1– = ::192.168.30.1– = ::C0A8:1E01

• In a URL, it is enclosed in brackets– http://[2001:1:4F3A::206:AE14]:8080/index.html– 위와 같은 표기는 사용자에게 불편함

– 진단 목적 으로만 사용될 것– 진단 목적 으로만 사용될 것

– DNS 의 사용이 보다 많이 필요해짐

복합적 주소체계복합적 주소체계

Only announcesISP

2001:0410::/32

Only announces its /32 prefix

2001:0410::/32

CustomerNo 2

IPv6 Internet

2001::/162001::/16ISP

2001:0418::/32

2001:0410:0002:/562001:0418:0001:/56

보다 큰 주소 공간은 다음을 가능케 한다

Only announce its /32 prefix

보다 큰 주소 공간은 다음을 가능케 한다:• Multiple simultaneous addresses for hosts and networks• Support of multihoming

자동 설정 및 “플러그 앤 플레이” 지원자동 설정 및 플러그 앤 플레이 지원

MAC address: 00:2c:04:00:FE:56

Sends network-type information (prefix default

Host autoconfigured address is:

00:2c:04:00:FE:56

information (prefix, default route, …)

address is:prefix received + link-

layer address

보다 큰 주소 공간은 다음을 가능케 한다:• The use of link layer addresses inside the address space• The use of link-layer addresses inside the address space• Autoconfiguration with "no collisions"• Offers “Plug-and-play”• Offers Plug-and-play

쉬워진 리넘버링(renumbering)쉬워진 리넘버링(renumbering)

MAC address: 00:2c:04:00:FE:56

Sends NEW network-type Host autoconfigured

address is:

00:2c:04:00:FE:56

ypinformation (prefix, default

route, …)

address is:NEW prefix received + SAME link-layer address

보다 큰 주소 공간은 다음을 가능케 한다 :보다 큰 주소 공간은 다음을 가능케 한다 :• Renumbering, using autoconfiguration and multiple

addresses

Lesson 3: IPv6 현황

20

국제 인터넷 자원 할당 기구도국제 인터넷 자원 할당 기구도

(2009. 4 기준 자료 출처 : 한국인터넷진흥원(NIDA), http://www.nida.or.kr)

국내 IPv6 배정 현황국내 IPv6 배정 현황

(2009. 4 기준 자료 출처 : 한국인터넷진흥원(NIDA), http://www.nida.or.kr)

국내 IPv6 주소 확보 현황국내 IPv6 주소 확보 현황

~~~~~~~

(2009. 4 기준 자료 출처 : 한국인터넷진흥원(NIDA), http://www.nida.or.kr)

주요 국가별 IPv6 주소 현황주요 국가별 IPv6 주소 현황

(2009.4.3 기준) 자료 출처 : 한국인터넷진흥원(NIDA), http://www.nida.or.kr

일본의 도입 현황일본의 도입 현황

http://www.v6.ntt.net

* Google 번역기 이용 Google 번역기 이용

2009년 4월 기준기

국내의 IPv6 도입 현황국내의 IPv6 도입 현황

• 2007년까지 IPv6 기반 VoIPv6, WiBro 등 총 25종의 시범사업을 추진하여IPv6 이용자103 007명 및 157개 이용기관을 확보하는 등 국내 IPv6 기술IPv6 이용자103,007명 및 157개 이용기관을 확보하는 등 국내 IPv6 기술저변 확대

• 산∙학∙연∙관 최고경영자가 참여하는 IPv6 전략협의회 구성∙운영하여 국내의IPv6도입 필요성에 대한 공감대를 형성하고 관심을 증대시킴IPv6도입 필요성에 대한 공감대를 형성하고 관심을 증대시킴

• 1단계 기본계획 수립 이후 통신사업자, 공공연구기관 중심으로 IPv6 주소5,191블록 (1블록은 7.9×1028개, 2007년)을 선행 확보하여 IPv6 도입에대비대비

• 2003년부터 기술개발을 추진하여 홈∙소형∙중형라우터, IPv4/v6 변환장비, 홈게이트웨이,망관리시스템 등 8종의 장비 개발

• 기술개발 및 시범사업을 통해 개발된 국내 장비 및 솔루션의 성능 및상호운용성 검증을 위하여 IPv6 시험∙인증을 실시

Lesson 4: IPv6가 갖는 장점

27

간단해진 IPv6 헤더간단해진 IPv6 헤더

IPv4 Header IPv6 Header

Simpler and efficient header means:• 64-bit aligned fields and fewer fields (No Checksum)• 64-Bit hardware 기반에서 효율적인 처리 가능

• 라우팅 효율, 성능, 패킷 라우팅 처리속도를 개선하게 됨

IPv6 헤더 필드의 설명IPv6 헤더 필드의 설명

IPv4 HeaderIPv4 Header IPv6 HeaderHeaderVersion IHL Type of Service Total Length

Version Traffic Class Flow Label

IPv4 HeaderIPv4 Header IPv6 HeaderHeader

Identification Flags Fragment Offset

Payload Length Next Header Hop Limit

Time to Live Protocol Header Checksum

Source AddressSource AddressDestination Address

Options Padding

Source Address

Destination Address- Field name kept from IPv4 to IPv6

- Fields not kept in IPv6

gend

- Name and position changed in IPv6

- New field in IPv6Leg

개선된 모바일 IP와 모바일 컴퓨터 장치 지원개선된 모바일 IP와 모바일 컴퓨터 장치 지원

IPv6 Internet

Mobility means:• Mobile devices 의 완벽한 지원

• Built-in on IPv6– Any node can use it

• 효율적인 라우팅을 통한 효율성 향상 ( Direct Routing)

이동성이 용이한 IPv6이동성이 용이한 IPv6

Home agentHome agentDestination node

IPv4 에서는 불가능

Mobile node

Mobile IPv6

3ffe:0b00:c18::1 2001:2:a010::5

Mobile IPv6• home agent 와 초기 세션 구축 후 , mobile node 는

destination node 와 직접적으로 라우팅 한다destination node 와 직접적으로 라우팅 한다.

필수 IPSec 구현을 통한 임베디드 보안필수 IPSec 구현을 통한 임베디드 보안

IPv6 Internet

Security means:• End-to-end network security 보장 (integrity, authentication,End to end network security 보장 (integrity, authentication,

confidentiality) • Built-in on IPv6

– Any node can use it

Lesson 5: IPv6가 사용하는 주소의 종류

33

유니캐스트(Unicast)유니캐스트(Unicast)

Unicast addresses 1:1 통신에 사용됨

IP 6 i t dd 의 종류IPv6 unicast addresses 의 종류:• Global unicast addresses• Site-local addresses• Link-local addressesLink-local addresses• Special purpose unicast

U ifi d l b k IP 4 tibl IP 4 d– Unspecified, loopback, IPv4 compatible, IPv4 mapped

늘어난 멀티캐스트 사용늘어난 멀티캐스트 사용

• Broadcasts in IPv4LAN 네트워크상의 모든 컴퓨터에 영향을 끼침– LAN 네트워크상의 모든 컴퓨터에 영향을 끼침

– PC 의 성능을 떨어뜨리고 Network 을 다운 시킬 수도 있음("broadcast storm")

• No broadcast in IPv6– Multicast 로 대체함

• Multicast – Network 를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 함

– Multicast address range is much larger

인터페이스 (호스트) 구분자인터페이스 (호스트) 구분자

로컬 네트워크에서 interfaces (Host) 를 지칭하는용도임

• 특정 link 에서 고유 해야함

• 글로벌 하게 고유할 수 있음글로벌 하게 고유할 수 있음

All unicast addresses have 64-bit interface IDI t f ID t t d i M difi d EUI 64 f t• Interface ID constructed in Modified EUI-64 format

Interface ID

128 bits

64 bits

변형된 EUI-64 형태변형된 EUI-64 형태

Ethernet MAC address 00 90 27

00 90 27

17 FC 0F

17 FC 0F

Ethernet MAC address (48 bits)

00 90 27

00 90 27

17 FC 0F

17 FC 0F

FF FE

FF FE

64 bits version 00 90 27 17 FC 0FFF FE

000000X0 where X=1 = unique

0 t i

64 bits version

Uniqueness of the MAC

02 90 27 17 FC 0FFF FE

0 = not uniqueX = 1

Modified EUI-64 address

Modified EUI-64 address 는 MAC 어드레스의 Vender 와 사이에 를 삽입 한다Field 와 Serial Field 사이에 "FFFE" 를 삽입 한다..

IPv6 글로벌 유니캐스트 주소란?IPv6 글로벌 유니캐스트 주소란?

64 bit

Provider Site Interface

Interface IDGlobal Routing Prefix Subnet ID

64 bits

Interface IDGlobal Routing Prefix

Global unicast addresses are:• Addresses for generic use of IPv6

IPv6 링크-로컬 유니캐스트 주소란?IPv6 링크-로컬 유니캐스트 주소란?

Interface ID0

128 bits

Interface ID0

1111 1110 10 64 bits

FE80::/10

10 bits

Link-local addresses:• Link (Local Network) 에서 사용되는 사설 어드레스

• Local Network 내의 디바이스들의 Interface 와 Host 에자동으로 구성된다.

특수 IPv6 주소특수 IPv6 주소

Unspecified address: • 0:0:0:0:0:0:0:0• 사용 가능한 주소가 없을 때 사용됨 (initial DHCP request,

DAD)DAD)

Loopback address:• 0:0:0:0:0:0:0:1• IPv4 의 127.0.0.1 와 같은 용도임

• 자기 자신을 지칭함

네이버 탐색(Neighbor Discovery)네이버 탐색(Neighbor Discovery)

RA RA

RA packet definitions:

ICMP type = 134ICMP type = 134

Src = router link-local address

Dst = all-nodes multicast addressDst all nodes multicast address

Data= options, prefix, lifetime, autoconfig flag

라우터는 주기적으로 Router Advertisements (RA)를모든 멀티캐스트 노드에 전송하게 된다.

IPv6 네이버 요청(Neighbor solicitation)이란?IPv6 네이버 요청(Neighbor solicitation)이란?

RS RA

RS packet definitions:p

ICMP type = 133

Src = unspecified Address

노드는 부팅시 라우터가 광고하는 Router

Dst = all-routers multicast address

노드는 부팅시 라우터가 광고하는 Router Advertisement를 받기 위해서 라우터를 찾는 메시지를전송할 수 있다.전송할 수 있다.

IPv6 노드의 리넘버링(renumbering)IPv6 노드의 리넘버링(renumbering)

RA packet definitions:

ICMP type = 134

Src = router link-local address

Dst = all-nodes multicast address RAData= 2 prefixes:

Current prefix (to be deprecated) with short lifetime

리넘버링이라는 것은 기존의 네트워크를 새로운

New prefix (to be used) with normal lifetime

네트워크로 변경하는 과정을 말하는 것으로, 라우터가보내는 RA(Router Advertisement)를 이용해서리넘버링을 수행한다리넘버링을 수행한다.

중복 주소 탐지는 어떻게 이뤄지나?중복 주소 탐지는 어떻게 이뤄지나?

A B

ICMP type = 135 Src = 0 (::) Dst = solicited-node multicast of AData = link-layer address of A Query = what is your link address?

자기가 사용하는 IP주소가 충돌하는지 다른 노드가 이미자기가 사용하는 IP주소가 충돌하는지-다른 노드가 이미사용하고 있는지 파악하기 위해서 DAD(Duplicate Address Detection)을 사용한다.Address Detection)을 사용한다.

Lesson 6: IPv4 To IPv6 전환기술

45

듀얼 스택 백본 상에서의 IPv6 배치듀얼 스택 백본 상에서의 IPv6 배치

IPv4www.a.com

= A ?

DNS IPv610.1.1.1

10.1.1.1

Without IPv6 an application that:

server IPv6

Without IPv6, an application that:• Is not aware of IPv6

O i f i th f IP 4• Or is forcing the use of IPv4

• Asks the DNS for IPv4 address

• Connects to the IPv4 address

IPv4-IPv6 듀얼 스택 운영IPv4-IPv6 듀얼 스택 운영

IPv4www.a.com

= * ?

DNS IPv63ffe:b00::110.1.1.1

I d l t k li ti th t

server IPv6

3ffe:b00::1

In a dual-stack case, an application that:• IPv4 and IPv6-enabled application 는 DNS 에게 모든 타입의

addresses 요청함addresses 요청함

• 하나의 address 가 선택됨, 위 예에서는 IPv6 address 가 선택됨.

IPv4 터널 상에서의 IPv6 배치IPv4 터널 상에서의 IPv6 배치

IP 6 h d IP 6 d t

IPv6 Dual-stack

IPv6 header IPv6 data

Dual-stack IPv6

IPv6 header IPv6 data

IPv4IPv6 network

IPv6 network

host routerrouter host

Tunnel: IPv6 in IPv4 packetIPv4 header IPv6 header IPv6 data

Tunneling 는 IPv6 packet 을 IPv4 packet 안에encapsulating 함.

자동 IPv4 호환 터널자동 IPv4 호환 터널

6to4 router6to4 router

IPv4IPv6 network

IPv6 network

6to4 router6to4 router

192.168.99.1 192.168.30.1Network prefix:

2002:c0a8:6301::/48Network prefix:

2002:c0a8:1e01::/48

6t 4

2002:c0a8:1e01::/48= =

6to4: • Is an automatic tunnel method• Gives a prefix to the attached IPv6 network

자동 IPv4 호환 터널(Cont )자동 IPv4 호환 터널(Cont.)

IPv4IPv6 IPv6

6to4 router

6to4 router

IPv6 IP 6IPv4IPv6 network

IPv6 network

IPv6 host

IPv6 host

IPv6 IPv4 IPv6

2002:c0a8:1e01::1IPv6IPv6

Type: native IPv6 Dst: 2002:c0a8:1e01::1

IPv4 IPv6

Type: IPv6 in IPv4 Dst: 192.168.30.1

192.168.30.1

네트워크 주소 변환-프로토콜 변환(NAT-PT)네트워크 주소 변환-프로토콜 변환(NAT-PT)

IPv4

IP 6

IPv4IPv6-only

node IPv4-onlyIPv6 network NAT-PT

IPv4-only node

dataIPv4 headerIPv6 header data

NAT-PT enables communication between IPv6-only and IPv4-only nodesy yNo changes required on end nodes

• 수고하셨습니다!!!