IPv6

1. IPv6 9715242 이 동 주 HONGIK UNIVERSITY

2. 목 차 IPv4의 문제점 IPv6의 등장과 개요 IPv6의 헤더 IPv6의 Address 구성 Transition to IPv6 Mobile IPv6 IPv6의 국내외 개발 동향 및 전망

3. IPv4의 문제점 • IPv4의 문제점- 급격한 인터넷 호스트의 증가로 주소고갈- IPv4는 43억개의 주소 가능 (=2564)- 특히 클래스 B의 주소 부족 심각(128.0.0.0~191.255.255.255)- NAT(network address translator)의 기술적 한계 • 주소부족의 대안제시- CIDR (Classless inter-domain Routing)- supernetting- 그러나 근본적인 해결책 되지 못함

4. IPv4에서 IPv6로 • IPng (IP next generation)에 대한 논의 진행 1. Expanded Routing and Addressing Capabilities 2. Control of the path using "anycast address" 3. Improved Support for options 4. Quality-of-Service Capabilities 5. Authentication and Privacy Capabilities 을 고려한 새로운 주소 체계고려 • SIPP(Simple system internet protocol plus) 기반의 차세대 프로토콜에 버전 번호 6번 할당. -> IPv6의 탄생 (1995년)

5. IPv6의 가능성 • 수의 증대- 모든 호스트에 정적으로 공인 주소 부여가능- 다양한 기기로의 인터넷 접속 가능 - 휴대폰, PDA, 자동차등 다양한 기기가 인터넷에 접속될 경우 IPv4의 공인 주소로는 처리가 불가능 • 주소 자동 생성- LAN 환경에서의 호스트 주소 자동 생성 가능- IPv4의 DHCP 서버가 필요 없음 -> 모바일에서 큰 효율 • IPsec (security)- 인증과 암호화의 가능, TCP 나 UDP 등 application에 상관 없이 사용가능

6. IPv4 와 IPv6의 헤더 비교 type of service head. len ver length fragment offset flgs 16-bit identifier upper layer time to live Internet checksum 32 bit source IP address 32 bit destination IP address Options (if any) data (variable length, typically a TCP or UDP segment) 128 bits 32 bits

7. IPv4와 IPv6와의 헤더 비교

8. IPv6 기본적 특징 • 헤더의 단순화- 기본 헤더의 길이가 고정되고 IPv4에 있던 헤더 길이 영역, check sum 영역의 삭제. 최소한의 정보만이 헤더에 남겨짐 • 확장성- 헤더가 단순화 되면서 필요에 따라 확장 가능한 구조로 변경 • 주소 공간의 확대- 32비트에서 128비트로 (46억개4) • IP층에서의 보안- IPsec의 지원. 인증과 암호화 지원 • 라우터의 fragment 처리 폐지 - IPv4는 fragment 처리를 요하는 라우터에서 fragment 실행하도록 설계. IPv6는 처리없이 송신호스트가 수신측에 이르는 MTU 에 맞춰 패킷을 fragment 하도록 확장.

9. IPv6의 기본헤더 • IPv6의 헤더1. version: IP프로토콜의 버전.2. Traffic class: 패킷 처리의 우선도를 결정.3. Flow label: 일련의 패킷을 구분하기 위한 식별 정보를 정해줌.4. Payload length: 확정 헤더 내지 상위layer의 데이터 길이를 표시5. Next header : 다음 헤더의 종류를 표시6. HOP limit: 패킷의 무한 loop 방지

10. IPv6의 확장 헤더

11. 확장 헤더의 유형

12. IPv6의 확장 헤더 • next header –다음에 올 header의 유형을 결정 • 확장 헤더의 3가지 유형1. HOP 단위로 처리되는 것 : HOP-by-HOP2. 지정된 노드에서 처리되는 것 : Routing header3. 수신측 노드에서 처리되는 것 : fragment header, ESP header Authentication header • 확장 헤더는 모든 경로상의 노드에서 처리되는 것이 아니라 필요한 부분에서만 처리가 됨 • 여러 확장 헤더를 편성할 수 있어 확장성을 향상시킴

13. IPv6의 주소 1. 2진 128비트 0010000111011010100100001101001100000000010100000010111100111011 0000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010 2. 16비트로 구분 0010000111011010 1001000011010011 0000000001010000 0010111100111011 0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010 3. 16진수로 변환하고 콜론(:)으로 구분 21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5A 4. 각16비트 블록 내에서 앞에 오는 0을 제거. 그러나 블록마다 최소한 하나의 숫자가 있어야 함. 21DA:D3:0:2F3B:2AA:FF:FE28:9C5A 21DA:0000:0:0000:2AA:FF:FE28:9C5A ->21DA::2AA:FF:FE28:9C5A 5. IPv4의 주소- 255.255.255.255 (8비트 10진수 4 그룹으로 구성)

14. IPv6의 세가지 주소체계 • Unicast단일 인터페이스를 지정하며 Unicast주소로 보내진 패킷은 그 어드레스에 해당하는 인터페이스에 전달. (1:1) • Multicast여러 노드들에 속한 인터페이스의 집합을 지정하며 Multicast 주소로 보내진 패킷은 그 어드레스에 해당하는 모든 인터페이스들에 전달. IPv6에는 broadcast 주소는 없고, 그 기능은 Multicast 주소로 대체. (1:多) • Anycast여러 노드들에 속한 인터페이스의 집합을 지정하며 Anycast 주소로 보내진 패킷은 그 어드레스에 해당하는 인터페이스들 중 하나의 인터페이스에 전달됨. (1:1)(부하의 분산에 유리함)

15. Transition to IPv6 • 3가지의 기본 전략 Transition strategies Dual stack Tunneling Translation

16. Dual Stack

17. Dual Stack • 노드가 v4 와 v6의 스택을 둘다 가지고 구분해서 쓰는 것 • 변환기가 필요 없음. 자유로운 네트워크 환경을 이용할 수 있음 • Application까지 지원하는 것은 아님. • 메모리, 리소스가 Single Stack 에 비해 많이 필요로 함. • 호스트, 라우터 모두에서 이용가능 • 두 버전의 protocol 을 자유로이 이용가능한 장점이 있으나 운용이나 관리가 복잡해 질 수 있음

18. Tunneling

19. Tunneling • IPv6 over IPv4 - IPv4네트워크에 가로놓인 IPv6 노드간의 통신- IPv6의 패킷을 IPv4 패킷으로 capsulation- 목적지에 도착하면 원래의 IPv6 패킷으로 복구 • IPv4 over IPv6 tunneling도 가능함. • 기존에 설치된 IPv4 라우팅 시스템을 건드리지 않고 IPv6 작업 수행하는 것이 장점

20. Translation 주 소 관 리 서 버 Address요구 임시 IPv4 주소 할당 주소 변환기 Host A IPv6 Host B IPv4 IPv4 주소를 IPv6로 매핑 시켜서 사용

21. Translation • IPv6 패킷을 IPv4의 패킷으로 변환하는 기술 • 1.IPv4 mapped IPv6 주소 사용 IPv6 노드가 IPv4 노드와 통신할 때 IPv4주소를 IPv6주소에 매핑 상위 80비트=0, 16비트=1, 하위 32비트=IPv4 address ex: 0::0:ffff:192.168.0.1 • 2. IPv4주소를 일시적으로 주소 관리 서버로 부터 할당받음.

22. IPv4에서의 Mobile IP-DHCP 를 통한 IP 획득 • DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol- 접속시에 서버로 부터 IP 주소를 부여받음. • permanent address 를 이용하여 Home agent 에 접속. • care-of-address 를 HA 에 알려주고 통신에 사용함. visited network home network DHCP server wide area network

23. Mobile IPv4의 문제점 • Global IP 주소의 부족- Private IP 주소의 사용- P2P 서비스 제공하지 못함 • Triangular routing- routing optimization 이 요구됨 • FA 가 필요, IPv4주소 추가적으로 필요 • Authentication and Authorization- MIPv4용 메커니즘이 따로 필요함- HOST:FA, FA:HA, HOST:HA 간의 보안이 필요 • 핸드 오프시 똑같은 절차의 반복.

24. IPv6에서의 Mobile IP visited network 1 home network wide area network wide area network IP주소를 노드가 auto configuration HA 까지 가지 않고 핸드오프 실현 일정 타임 이후에만 Update 정보 HA 에 전송 핸드오프 visited network 2

25. Mobile IPv6 • IPv6의 고유 주소 할당- Peer to Peer 서비스 가능 • IPv6의 IPsec 가 기본으로 제공됨 • MIPv6는 IPv6 위에 탑재되는 Network protocol • 이동성 지원을 위해 별도의 FA 가 필요하지 않음- stateless auto configuration ( DHCP 사용하지 않음) • Dynamic home agent discovery- anycast home agent address 이용 • FA 를 임시 HA 로 사용하는 알고리즘 사용으로 상위 네트워트의 부하를 감소 시킴. 핸드오프시 유리함

26. IPv6 개발 현황 • 미국 동향- MS, CISCO 등에서 IPv6 지원 제품 출시- 국방부에서 2008년 까지 IPv6망으로 전환하여 분산형 작업 및 보안성을 강화한 통신망 구축- Sprint, Verio 등에서 IPv6 시범 서비스 제공 • 일본 동향- 장비 개발 및 채택에 대해서 세금우대 정책- NTT, KDDI등에서 기업 및 개인 대상으로 상용 서비스 실시- 히타치, SEC, SONY, SHARP 등에서 지원 기기 출시 • 유럽 동향- Ericsson, Nokia 등을 중심으로 모바일 기술 및 서비스 개발- EC에서 2005년 부터 IPv6 도입위한 준비작업을 추진

27. IPv6구축 rodmap (정보통신부 자료)

28. IPv6 개발 현황 및 전망 • 국내 동향- 도입 초기, 정부 주도의 IPv6 망 구축 시도- 한국 전산원을 통한 Ipv6 기술의 개발- 시험망 구축 및 국내외 연동 중심의 Ipv6 기술 개발 - 모바일로의 적용: 2, 3G 휴대 인터넷에 IPv6 기술을 적용- 국책 연구소를 중심으로 IPv6 변환 장비, 단말 개발 • OS 동향 - Wondow2000, XP 에서 IPv6 지원- Linux에서도 IPv6 지원 • 장비 현황- 망 구축을 위한 라우터 장비는 이미 Dual-stack 지원. • 그러나 IPv6를 지원할 수 있는 application에 대한 사항은 여전히 이슈. • IPv6 로의 이행은 점진적으로, 그러나 필수적으로 이행되어 질 것임.