인터넷 프로토콜 IPv4와 IPv6의 차이점을 아시나요?
IPv4와 IPv6는 각각 인터넷 프로토콜 버전 4와 버전 6을 의미합니다.
우선 이해를 돕기 위해 IPv4와 IPv6이 어떻게 탄생했는지 역사부터 시작하여 차이점과 장단점을 정리해 보겠습니다.
IPv4와 IPv6의 역사
1981년 컴퓨터들이 인터넷에 접속하기 시작했을 때, IPv4라는 방법이 생겼습니다. IPv4는 컴퓨터를 고유하게 식별하기 위해 IP 주소를 할당하는 방식이었는데요.
32비트의 주소 체계를 가진 IPv4는 약 43억 개의 고유한 주소를 만들어낼 수 있었고, 그 당시에는 이것이 거의 무한한 주소처럼 보였습니다.
그런데, 전 세계의 인터넷이 폭발적으로 성장하면서 문제가 생겼습니다. 스마트폰, 태블릿, 노트북, 서버와 같은 다양한 디바이스들이 네트워크에 연결되기 시작했고, 심지어는 냉장고, 에어컨, 자동차와 같은 일상의 물건들도 인터넷에 연결되기 시작했죠. 이렇게 되니 43억 개의 주소가 그다지 많지 않게 느껴지기 시작했습니다.
그래서 등장한 것이 바로 IPv6입니다. IPv6는 주소 공간을 확장시켜 128비트를 사용하게 되었고, 이로 인해 약 340 언도센템(10의 38 제곱) 개의 IP 주소를 만들 수 있게 되었습니다.
이는 대략 지구 표면을 아톰 단위로 쪼갠 것보다도 더 많은 주소를 만들 수 있다는 것을 의미하는데요.
놀라운 것은, 이처럼 무수히 많은 주소를 만들어내는 IPv6가 아직도 전 세계적으로 완전히 보편화되지 못했다는 사실입니다. 이는 IPv6로의 전환에 드는 비용, 기존의 장비와의 호환성 문제 등 여러 가지 복잡한 이유 때문입니다.
IPv4와 IPv6의 연도 별 타임라인
1960년 ~
ARPANET은 미국 방위 연구 프로젝트국이 후원하여 1960년대에 시작된 최초의 패킷 스위칭 네트워크로, Network Control Protocol (NCP)을 사용하였습니다.
1970년 ~
1970년대 후반, 서로 다른 네트워크 간의 통신을 지원하기 위해, TCP/IP 프로토콜 스택이 고안되었고, 이는 1983년에 ARPANET에서 표준 프로토콜로 채택되었습니다.
1981년 ~
1981년, IPv4가 도입되어 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 주요 프로토콜이 되었습니다. IPv4는 32비트 주소 체계를 사용해 약 43억 개의 고유 주소를 생성할 수 있습니다.
1998년 ~
1998년, IPv4 주소 공간의 한계를 극복하기 위해, 보안과 라우팅 효율성을 개선한 128비트 주소 체계를 사용하는 IPv6가 도입되었습니다.
IPv4, IPv6 차이점
주소공간
IPv4는 32비트 주소 체계를 사용하며, 이는 대략 43억 개의 고유한 주소를 제공합니다. 하지만 인터넷이 확장되면서 이러한 주소 공간이 부족해지고 있습니다.
IPv6는 128비트 주소 체계를 사용하며, 이는 거의 무한에 가까운 주소를 제공할 수 있습니다. 이로 인해 각 기기에게 고유한 IP 주소를 할당하는 것이 가능해졌습니다.
헤더구조
IPv4는 헤더가 복잡하며, 옵션이 있어서 패킷의 길이가 가변적입니다.
IPv6는 간소화된 헤더 구조를 가지고 있어서 라우팅 효율성과 성능을 향상합니다. 하지만 IPv6 헤더의 길이가 고정되어 있어, 필요에 따라서 헤더의 확장이 필요할 수 있습니다.
보안
IPv4는 IPsec와 같은 보안 기능이 선택 사항입니다.
IPv6에서는 IPsec가 표준이며, 이를 통해 네트워크 보안이 강화되었습니다.
프래그먼테이션
IPv4에서는 전송자와 중간 라우터 모두에서 프래그먼테이션을 수행할 수 있습니다.
IPv6에서는 발신지에서만 프래그먼테이션이 이루어집니다. 이는 중간 라우터의 복잡성을 줄이며 패킷의 처리 속도를 높여줍니다.
IPv4의 장단점
장점
01. 널리 사용되어 왔기 때문에 대부분의 시스템과 장비들이 IPv4를 지원합니다.
02. 기술적인 지식이 있는 사람이라면 사람이 읽고 이해하기 상대적으로 쉬운 주소 구조를 가지고 있습니다.
03. 지금까지 웹의 대부분을 구성하고 있으며, 현재도 많은 서비스와 기기가 IPv4에 의존하고 있습니다.
단점
01.IPv4는 약 43억 개의 주소만을 지원하기 때문에 주소 공간이 부족합니다. 이로 인해 주소를 재사용하기 위한 복잡한 NAT(Network Address Translation) 같은 방법을 사용해야 합니다.
02. 원래 IPv4는 보안 기능을 내장하고 있지 않아, 보안을 위한 별도의 솔루션을 필요로 합니다.
IPv6의 장단점
장점
128비트 주소 체계를 사용하기 때문에 거의 무한한 수의 주소를 제공할 수 있습니다. 이로 인해 주소 할당 문제를 해결할 수 있습니다.
IPv6는 기본적으로 IPsec라는 보안 메커니즘을 지원합니다. 이는 데이터의 기밀성, 데이터 무결성, 인증 등을 제공해 네트워크 보안을 향상시킵니다.
IPv6는 라우팅, 네트워크 자동 구성, 서비스 품질(QoS) 등에 있어 개선된 기능을 제공합니다.
IPv6는 효율적인 패킷 처리로 라우팅 효율성을 높입니다.
단점
비록 최신 장비와 시스템들이 IPv6를 지원하긴 하지만, 그래도 IPv4에 비하면 아직은 통용성이 떨어집니다.
IPv6 주소의 복잡성 때문에 사용자가 직접 읽고 이해하기는 어렵습니다.
IPv4와 완전한 호환성이 없어, 전환 과정에서 복잡성과 비용이 발생할 수 있습니다.
여기서 잠깐 IPv5는 어디로 갔나?
IPv5는 어디에 있었을까요? 네트워크 역사의 흥미로운 부분인데요.
실제로 IPv5는 있었습니다. 그러나 이것은 공식적으로 "IPv5"라는 이름으로 릴리즈되지는 않았습니다. IPv5는 "Internet Stream Protocol," 또는 ST라고도 알려져 있었으며, 1979년에 시작된 연구 프로젝트의 일부였습니다. ST는 보이스, 비디오 등의 스트리밍 미디어를 인터넷에서 전송하기 위한 실험적인 프로토콜로, 패킷 스위치 네트워크를 위한 연결 지향형 서비스를 제공하려는 목표를 가지고 있었습니다.
IPv5는 이 프로토콜에 대한 이름으로 사용되었지만, 이 프로토콜 자체는 상업적인 성공을 거두지 못했고, 결국 폐기되었습니다. 이렇게, IPv5는 일반적으로 사용되지 않았고, 실제로는 인터넷에서 볼 수 없는 인터넷 프로토콜입니다. 그 대신, 다음 버전인 IPv6가 개발되어 현재 광범위하게 사용되고 있습니다.
앞으로 IPv6를 사용해야 할까?
2001년부터 IPv6 관련 선행 연구를 시작하고, 2003년에는 'IPv6 보급확대 계획'을 발표한 이후로, 본격적인 도입과 확산을 추진하고 있습니다. 특히, "KOREAv6"라는 시범사업을 통해 IPv6의 도입과 확산을 추진하고 있는데요.
IPv6 도입은 선택이 아닌 필수적인 과제로, 인터넷 주소 수요의 증가에 따른 근본적인 대비를 해야 한다는 점을 강조하고 있는 걸로 보입니다.
IPv6 도입은 인터넷의 제한 없는 주소 사용 능력을 제공하며, 이는 모든 사물에 독립적인 식별자를 제공하는데 중요합니다.
이로 인해 유비쿼터스 환경의 구축이 가능하며, 어디서나 자유롭게 인터넷을 사용할 수 있습니다.
IPv6는 IPv4의 단점들을 제거하고 진보된 기능을 추가해, 더 효율적인 인터넷 환경을 구축할 수 있도록 돕게 될 것 같습니다.
그러나 IPv6 도입의 걸림돌 중 하나는 IPv6에 대한 이해와 인식의 부족인데, 이를 극복하려면, 현재 인터넷 문제를 진단하고 근본적으로 해결할 수 있는 방법을 찾는 것이 중요하며, 필요한 기술 개발과 보급 및 활성화 노력이 균형을 이루어야 합니다.