IPv4와 IPv6의 차이점은 무엇인가요?
IPv4와 IPv6는 인터넷 프로토콜(IP) 주소 지정 시스템의 두 가지 버전입니다. IP는 인터넷을 통한 데이터 교환을 제공하는 일련의 통신 규칙입니다. 인터넷의 핵심은 네트워킹 기술을 통해 서로 데이터를 공유하는 수십억 개 디바이스의 집합체입니다. IP는 넘버링 시스템을 사용하여 연결된 모든 디바이스에 고유한 식별 번호 또는 주소를 부여합니다. IPv4는 32비트 주소 형식을 사용하며 40억 개 이상의 주소 공간을 수용할 수 있습니다. 인터넷 및 사물 인터넷(IoT) 시스템의 확장으로 인해 IPv4의 주소 지정 범위가 충분하지 않은 것으로 입증되었습니다. 128비트 주소 형식을 사용하고 1x1036개 이상의 주소를 수용할 수 있는 IPv6로 단계적으로 대체되고 있습니다.
IPv4와 IPv6의 유사점은 무엇인가요?
IPv4와 IPv6의 주요 기능은 기반 네트워킹 인프라와 관계없이 인터넷을 통해 올바른 디바이스로 라우팅되는 데이터를 보내고 받는 것입니다. 라우팅 또는 패킷 흐름 식별은 모든 인터넷 통신의 기본 기술입니다. 다음 섹션에서는 몇 가지 유사점을 설명합니다.
지정된 명명 시스템
세계 각국마다 고유한 이름이 있는 것처럼 IPv4와 IPv6도 인터넷에 있는 모든 디바이스의 이름을 고유하게 지정하거나 식별할 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 디바이스에는 컴퓨터, 휴대폰, IoT 네트워크 디바이스가 포함됩니다.
코어 프로토콜
IPv4와 IPv6는 모두 Transmission Control Protocol/Internet Protocol(TCP/IP) 프로토콜 제품군에 속합니다. 이 프로토콜은 1980년대 초반부터 인터넷의 표준 운영 프레임워크에 적용되고 있습니다. TCP/IP 제품군에는 User Datagram Protocol(UDP)도 포함되어 있습니다. IP 버전 4라는 이름에도 불구하고 IPv4는 최초의 인터넷 프로토콜이었습니다. 마찬가지로, IPv6는 1995년에 처음 지정되었지만 2017년이 되어서야 인터넷 표준이나 TCP/IP 제품군의 일부로 공개되었습니다.
비연결 데이터 전송
IPv4 및 IPv6는 다중 패킷 라우팅을 사용하여 데이터를 작은 블록으로 분할한 후 인터넷을 통해 전송하는 비연결 프로토콜입니다. IPv4와 IPv6는 각 패킷이 사용하는 경로를 결정합니다. 즉, 동일한 데이터의 패킷이 서로 다른 인터넷 트래픽 경로를 사용하여 인터넷을 통해 전송될 수 있습니다. 그리고 수신 디바이스에서 패킷이 올바른 순서로 재구성됩니다. 이 작업은 OSI 모델의 전송 계층에서 TCP 또는 UDP에 의해 수행됩니다.
주요 차이점: IPv4와 IPv6 비교
IPv4와 IPv6의 패킷은 서로 다르게 구성되어 있습니다. IPv6는 헤더가 다르고 전체적으로 헤더 공간이 더 짧습니다. 또한 IPv6는 라우팅 옵션을 확장하기 위한 기능으로 별도의 헤더 패킷을 제공합니다. 다음은 사용자 관점에서 본 세 가지 주요 차이점입니다.
주소 공간
IPv4의 전체 주소 공간은 2³², 즉 42억 9,496만 7,296개의 IP 주소입니다. IPv6의 주소 공간은 2¹²⁸, 3.403×10³ 또는 340,282,366,920,938,000,000,000,000,000,000,000,000개의 고유 IP 주소로 훨씬 큽니다. 이 숫자를 영어로 표현하면 약 340언데실리온, 300데실리온입니다.
IPv4 인터넷 주소 중 약 5억 8,800만 개는 예약된 IP 주소이며, 나머지는 공개적으로 사용할 수 있습니다. 인터넷 디바이스의 증가로 인해 할당되지 않은 IPv4 인터넷 주소는 2011년에 고갈되었습니다. IPv6는 이러한 주소 공간 고갈 문제를 해결해주지만, 현재 해결 방법은 IPv4 위에 Network Address Translation(NAT)과 같은 다른 주소 지정 시스템을 계층화하여 추상화하는 것입니다.
또한 IPv6에는 많은 수의 예약된 IP 주소가 있지만 전체적으로 주소 공간이 훨씬 더 넓기 때문에 이 수는 그다지 많은 비중을 차지하지 않습니다. 현재 추정치로 볼 때 주소 공간이 고갈될 가능성은 없습니다.
명명
IPv4에서 주소 이름은 4개의 10진수로 이루어진 숫자 주소(0~255 범위)로 표시되며, 각 숫자는 8비트를 나타내고 세 개의 마침표로 구분됩니다.
197.0.0.1
IPv6에서 주소 이름은 숫자(0~9)와 문자(A~F)로 구성된 8개의 16진수로 표시되며, 각 숫자는 4비트를 나타내고 콜론으로 구분됩니다.
2600:1400:d:5a3::3bd4
그룹 내에 있는 여러 개의 0을 빈 콜론 블록으로 압축할 수 있습니다.
커뮤니케이션 유형
통신 효율성을 개선하기 위해 IPv4와 IPv6는 모두 다양한 주소 지정 유형을 지원하므로, 한 디바이스가 네트워크의 여러 디바이스와 동시에 통신할 수 있습니다. IPv4는 다중 패킷 라우팅을 통한 일대일(유니캐스트), 일 대 전부(브로드캐스트) 및 일대다(멀티캐스트) 주소 지정을 지원합니다. 또는 IPv6에서는 멀티 패킷 라우팅을 통해 유니캐스트, 멀티캐스트 및 애니캐스트 주소 지정을 지원합니다. 애니캐스트 통신에서 데이터 패킷은 단일 발신자로부터 동일한 애니캐스트 주소를 공유하는 여러 수신자 중 가장 가까운 수신자로 전송됩니다. ‘가장 가까운 거리’는 대상에 도달하기 위한 최단 경로 또는 최저 비용을 계산하는 라우팅 프로토콜에 의해 결정됩니다.
IPv6는 IPv4에 비해 어떻게 개선되었나요?
IPv4의 경우 정상적으로 작동하려면 Network Address Translation(NAT)이 필요하기 때문에 IPv6는 기본적으로 IPv4보다 성능이 더 뛰어납니다. 이러한 변환기는 네트워크에 설치되어 IPv4의 주소 공간을 인위적으로 확장합니다. 즉, 독립형 IP 주소 수가 오래 전에 소진되었더라도 패킷이 올바른 디바이스로 라우팅될 수 있습니다. IPv6를 사용하면 NAT가 더 이상 필요하지 않으므로, 변환에 따른 성능 오버헤드가 해소됩니다. 다음은 IPv6의 몇 가지 다른 개선 사항입니다.
자동 구성
IPv4를 사용하는 경우 IP 주소 할당을 처리하고 네트워크에 연결된 시스템을 식별하려면 Dynamic Host Configuration Protocol(DHCP) 서버가 필요합니다. IPv6에는 디바이스 자체가 외부 파티나 프로토콜 없이 자체 주소를 자동 구성할 수 있는 Stateless Address Autoconfiguration(SLAAC)가 사용됩니다. DHCP가 필요 없기 때문에 네트워크의 전체 트래픽도 줄어듭니다.
경로 계산
IPv6는 IPv4보다 더 효율적으로 인터넷을 통한 라우팅을 지원하는 기능을 제공합니다. 여기에는 NAT 제거, 라우팅 헤더 간소화, Neighborhood Discovery Protocol(NDP), 계층형 주소 지정 및 서브넷 지정, 경로 집계가 포함됩니다.
보안
IPv6는 IPv4보다 프로토콜의 보안이 더 강화되었습니다. 여기에는 기본적으로 인터넷 프로토콜 보안(IPsec), 프라이버시 확장을 포함하는 기능, OSPFv3와 같은 추가 보안 라우팅 프로토콜이 포함됩니다.
어떤 경우에 IPv4보다 IPv6를 사용해야 하나요?
IPv6는 IPv4에 비해 개선되었음에도 불구하고, 대부분의 인터넷은 여전히 IPv4에서 실행됩니다. 레거시 인프라는 IPv4를 실행하므로, IPv6로 업데이트하는 데 비용이 많이 들고 마이그레이션하기가 복잡할 수 있습니다. 하지만 IPv6는 ISP, 모바일 또는 IoT 제조와 같이, 첨단 네트워킹이 유용하게 활용되는 산업에서 표준이 되고 있습니다.
특히 복잡한 IoT 및 마이크로서비스 요구 사항이 있는 현대적인 네트워크 인프라를 구축하려는 조직의 경우, IPv6를 기본으로 사용하여 아키텍처를 구축하는 것이 바람직합니다. 마찬가지로, IPv6는 이미 IPv4 오버헤드 관리 및 주소 고갈 문제로 어려움을 겪고 있는 대규모 글로벌 조직의 향후 네트워크 지속 가능성을 보장할 수 있습니다.
차이점 요약: IPv4와 IPv6 비교
| IPv4 |
IPv6 |
|
| 무엇인가요? |
인터넷 프로토콜 버전 4 |
인터넷 프로토콜 버전 6 |
| 주소 크기 |
32비트 또는 232개의 IP 주소 |
128비트 또는 2128개의 IP 주소 |
| 명명 표준 |
숫자형 IP 주소. 마침표로 구분된 세 자리 숫자의 4개 묶음. 197.0.0.1 |
영숫자 주소. 콜론으로 구분된 4자리 16진수의 8개 묶음. 2600:1400:d:5a3::3bd4 |
| 루프백 주소 |
127.0.0.1 |
::1 |
| 주소 변환 필요 여부 |
예, Network Address Translation(NAT)을 통해 변환 |
아니요 |
| 패킷 주소 지정 |
유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트 |
유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트 |
| 주소 구성 |
수동 및 DHCP 구성 |
Stateless Address Autoconfiguration(SLAAC)을 사용한 디바이스의 자동 구성. DHCPv6는 상태 저장 연결에서도 지원됨. |
| 헤더 크기 |
변수, 20바이트, 선택적 필드 및 플래그가 추가될 때 최대 60바이트까지 증가할 수 있음 |
고정, 40바이트. 개별 확장 헤더의 크기는 다를 수 있음. |
| 헤더 체크섬 |
예 |
아니요 |
| 추가 옵션 |
옵션 컨트롤에 대한 제한적 지원 |
라우팅, 프래그먼팅, 서비스 품질 등을 개선하기 위해 다양한 확장 헤더를 사용할 수 있음 |
| 개인 정보 보호 정책 |
주소의 마지막 8비트를 숨기는 IP 주소 마스킹 |
임의의 임시 주소를 사용하는 IP 프라이버시 확장 |
| 프래그먼테이션 |
라우터에서 처리 |
오리지네이터가 처리 |
| DNS 해결 방법 |
A 레코드 |
AAAA 레코드 |
| 라우팅 효율성 |
헤더에서 처리 |
라우팅 테이블에서 처리 |
| 모바일 지원 |
모바일 IP 필요 |
기본 제공 |
AWS는 IPv4 및 IPv6 요구 사항을 어떻게 지원하나요?
Amazon Virtual Private Cloud(VPC)는 AWS 클라우드에서 논리적으로 격리된 공간을 프로비저닝하여 고객이 정의하는 가상 네트워크에서 AWS 리소스를 시작하도록 지원합니다. 자체 IP 주소 범위 선택, 서브넷 생성, 라우팅 테이블 및 네트워크 게이트웨이 구성 등 가상 네트워킹 환경을 완벽하게 제어할 수 있습니다.
Amazon VPC AWS의 IPv6 기능을 사용하면 이중 스택 및 IPv6 전용 가상 네트워킹 환경에서 애플리케이션을 호스팅할 수 있습니다. 인터넷 송수신은 물론, Amazon VPC 간에 IPv6를 통한 연결도 제공할 수 있습니다. AWS의 IPv6 전용 기능에는 다음이 포함됩니다.
- IPv6 전용 서브넷 및 EC2 인스턴스
- IPv6에서 IPv4로의 변환을 지원하는 NAT 게이트웨이
- IPv6 대상의 Elastic Load Balancer
- Amazon EKS IPv6 지원
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