IPv6

ff02::1:3 or fe80:: …? (Event ID 5156, 5157…)

◈ 이벤트 로그를 살펴보다보면 Xml 문서에서 아래의 알수 없는 문자들을 보게 됩니다.

◈ 결론부터 말하자면 IPv4(Internet Protocol version 4)와 IPv6(Internet Protocol version 6)의 차이 때문입니다.

IPv4는 32비트의 주소공간을 제공함에 반해, IPv6는 128비트의 주소공간을 제공합니다.
IPv4주소는 10진수 형태로 A.B.C.D 와 같이 4개의 점으로 구분되어 표현되지만 IPv6주소표현 형태는 16진수 형태로 X:X:X:X:X:X:X:X와 같으며, 여기서 X는 16비트 크기로 네 개의 16진수로 표현됩니다.

☞ 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334

그러나 대부분의 자리가 0의 숫자를 갖게되므로, 0000을 하나의 0으로 축약하거나, 혹은 아예 연속되는 0의 그룹을 없애고 ‘ : ’ 만을 남길 수 있습니다. 따라서 아래의 IPv6 주소들은 모두 같은 주소를 나타냅니다.

2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab2001:0DB8:0:0:0:0:1428:57ab2001:0DB8:0::0:1428:57ab

2001:0DB8::1428:57ab

또한 맨 앞자리의 0도 축약할 수 있습니다. 따라서 2001:0DB8:02de::0e13 는 2001:DB8:2de::e13 로 축약할 수 있습니다.

정리하자면 ①번의 경우는 IPv6 로 주소가 표현되었다는 것을 알 수 있습니다.

그럼 지금부터는 IPv6 에 관하여 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

◈ IPv6 주소 유형

IPv6은 다음 세 가지 주소 유형을 지원합니다.

유니캐스트
유니캐스트 주소는 유니캐스트 주소 유형의 범위 내에 있는 하나의 인터페이스를 식별합니다. 적절한 유니캐스트 라우팅 토폴로지를 사용하면 유니캐스트 주소가 지정된 패킷이 하나의 인터페이스에 배달됩니다. 부하 분산 시스템을 수용하기 위해 RFC 3513 에서는 호스트의 IPv6 구현에 하나의 인터페이스로 나타나기만 하면 여러 인터페이스가 동일한 주소를 사용할 수 있도록 허용합니다.
멀티캐스트
멀티캐스트 주소는 여러 개의 인터페이스를 식별합니다. 적절한 멀티캐스트 라우팅 토폴로지를 사용하면 멀티캐스트 주소가 지정된 패킷이 해당 주소로 식별된 모든 인터페이스에 배달됩니다. 멀티캐스트 주소는 여러 인터페이스에 배달되는 일대다 통신에 사용됩니다.
애니캐스트
애니캐스트 주소는 여러 개의 인터페이스를 식별합니다. 적절한 라우팅 토폴로지를 사용하면 애니캐스트 주소가 지정된 패킷이 해당 주소로 식별된 가장 가까운 하나의 인터페이스에 배달됩니다. 가장 가까운 인터페이스는 라우팅 거리를 기준으로 가장 가까이 있는 인터페이스로 정의됩니다. 애니캐스트 주소는 하나의 인터페이스에 배달되는 일대다중일 통신에 사용됩니다.

◈ 유니캐스트 IPv6 주소

유니캐스트 IPv6 주소는 다음 5가지 유형 중 하나에 해당합니다.

전역 유니캐스트 주소
링크–로컬 주소
사이트–로컬 주소
특수 주소
호환 주소

전역 유니캐스트 주소

전역 유니캐스트 주소는 공용 IPv4 주소와 같습니다. IPv6 인터넷 전체에서 라우팅하고 연결할 수 있습니다.

계층 구조가 없는 라우팅과 계층 구조 라우팅이 혼합된 현재 IPv4 기반 인터넷과 달리 IPv6 기반 인터넷은 처음부터 효율적인 계층 구조 주소 지정 및 라우팅을 지원하도록 설계되었습니다. 전역 유니캐스트 주소의 범위(즉, 주소가 고유한 IPv6 네트워크의 영역)는 전체 IPv6 인터넷입니다.

전역 유니캐스트 주소에는 4개의 필드가 있습니다.

3개의 상위 비트는 001로 설정되어 있습니다. 현재 할당된 전역 주소의 주소 접두사는 2000::/3입니다.
전역 라우팅 접두사는 특정 조직의 사이트에 대한 전역 라우팅 접두사를 나타냅니다. 3개의 고정 비트와 45비트 전역 라우팅 접두사가 조합되어 48비트 사이트 접두사를 만들며, 이 접두사는 조직의 개별 사이트에 할당됩니다. 이 접두사가 할당된 후 IPv6 인터넷의 라우터에서 48비트 접두사와 일치하는 IPv6 트래픽을 조직 사이트의 라우터로 전달합니다.
서브넷 ID 는 조직 사이트 내에서 서브넷을 식별하는 데 사용됩니다. 이 필드의 길이는 16비트입니다. 조직 사이트는 이 16비트를 해당 사이트 내에서 사용하여 65,536개 서브넷이나 여러 수준의 주소 지정 계층 구조와 효율적인 라우팅 인프라를 만들 수 있습니다.
인터페이스 ID 는 사이트 내 특정 서브넷의 인터페이스를 나타냅니다. 이 필드의 길이는 64비트입니다.

전역 유니캐스트 주소의 3단계 구조

공용 토폴로지는 IPv6 인터넷에 대한 액세스를 제공하는 더 크고 작은 ISP 모음입니다. 사이트 토폴로지는 조직 사이트 내의 서브넷 모음입니다. 인터페이스 식별자는 조직 사이트 내의 서브넷에 있는 특정 인터페이스를 식별합니다.

로컬–사용 유니캐스트 주소

로컬–사용 유니캐스트 주소는 다음 두 가지 유형 중 하나에 해당합니다.

링크–로컬 주소는 연결된 인접 라우터 간 및 네트워크 환경 검색 프로세스에 사용됩니다.
사이트–로컬 주소는 동일한 사이트의 노드 간에 사용됩니다.

링크–로컬 주소

노드는 동일한 링크의 인접 노드와 통신할 때 링크–로컬 주소를 사용합니다. 예를 들어 라우터가 없는 단일 링크 IPv6 네트워크에서 호스트는 링크–로컬 주소를 사용하여 해당 링크의 다른 호스트와 통신합니다. 링크–로컬 주소는 Windows 를 실행하는 컴퓨터에 자동 구성된 APIPA(Automatic Private IP Addressing) IPv4 주소와 같습니다. APIPA 주소는 169.254.0.0/16 접두사를 사용합니다. 링크–로컬 주소의 범위는 로컬 링크입니다.

링크–로컬 주소는 네트워크 환경 검색 프로세스에 필요하며 다른 모든 유니캐스트 주소가 없어도 항상 자동으로 구성됩니다.

링크–로컬 주소는 항상 FE80으로 시작합니다. 64비트 인터페이스 식별자를 사용하는 경우 링크–로컬 주소의 접두사는 항상 FE80::/64입니다. IPv6 라우터는 링크–로컬 트래픽을 링크 이상 전달하지 않습니다.

사이트–로컬 주소

사이트–로컬 주소는 IPv4 개인 주소 공간(10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 및 192.168.0.0/16)과 같습니다. 예를 들어 IPv6 인터넷에 대해 직접 라우팅된 연결이 없는 개인 인트라넷은 전역 주소와 충돌하지 않고 사이트–로컬 주소를 사용할 수 있습니다. 사이트–로컬 주소는 다른 사이트에서 연결할 수 없으며 라우터가 사이트–로컬 트래픽을 사이트 외부로 전달하면 안 됩니다. 사이트–로컬 주소는 전역 주소와 함께 사용할 수 있으며 사이트–로컬 주소의 범위는 사이트입니다.

링크–로컬 주소와 달리 사이트–로컬 주소는 자동으로 구성되지 않으며 상태 저장 또는 상태 비저장 주소 구성을 통해 할당해야 합니다.

처음 10비트는 항상 FEC0::/10으로 시작하는 사이트–로컬 주소로 고정되어 있습니다. 10개의 고정 비트 뒤에는 사이트 내의 요약 가능한 계층 구조 라우팅 인프라를 만들 수 있는 54비트를 제공하는 54비트 서브넷 식별자(서브넷 ID 필드)가 있습니다. 서브넷 ID 필드 뒤에는 서브넷의 특정 인터페이스를 식별하는 64비트 인터페이스 ID 필드가 있습니다.

특수 IPv6 주소

특수 IPv6 주소는 다음과 같습니다.

지정되지 않은 주소
지정되지 않은 주소(0:0:0:0:0:0:0:0 또는 ::)는 주소가 없음을 나타냅니다. 이 주소는 IPv4 지정되지 않은 주소 0.0.0.0과 같습니다. 지정되지 않은 주소는 일반적으로 임시 주소의 고유성을 확인하기 위해 패킷의 원본 주소로 사용됩니다. 지정되지 않은 주소는 인터페이스에 할당되거나 대상 주소로 사용되지 않습니다.
루프백 주소
루프백 주소(0:0:0:0:0:0:0:1 또는 ::1)는 루프백 인터페이스를 식별하는 데 사용되며 노드가 자신에게 패킷을 보낼 수 있도록 합니다. 이 주소는 IPv4 루프백 주소 127.0.0.1과 같습니다. 루프백 주소가 지정된 패킷은 링크에서 전송되거나 라우터에 의해 전달되면 안 됩니다.

호환 주소

IPv4 에서 IPv6 으로의 마이그레이션을 지원하고 두 유형의 호스트를 함께 사용할 수 있도록 다음 주소가 정의됩니다.

IPv4 호환 주소
IPv4 호환 주소 0:0:0:0:0:0:w.x.y.z또는 ::w.x.y.z(여기서w.x.y.z는 공용 IPv4 주소의 점으로 구분된 10진수 표시임)는 IPv6을 사용하여 통신하는 IPv6/IPv4 노드에 사용됩니다. IPv6/IPv4 노드는 IPv4 프로토콜과 IPv6 프로토콜을 모두 지원합니다. IPv4 호환 주소를 IPv6 대상으로 사용하면 IPv6 트래픽이 자동으로 IPv4 헤더와 캡슐화되고 IPv4 인프라를 사용하여 대상으로 전송됩니다.
IPv4 매핑된 주소
IPv4 매핑된 주소 0:0:0:0:0:FFFF:w.x.y.z또는 ::FFFF:w.x.y.z는 IPv4 전용 노드를 IPv6 노드에 표시하는 데 사용됩니다. IPv4 매핑된 주소는 내부 표시 용도로만 사용되며 IPv6 패킷의 원본 주소나 대상 주소로 사용되지 않습니다.
6to4 주소
6to4 주소는 IPv4 라우팅 인프라를 통해 IPv4와 IPv6을 모두 실행하는 두 노드 간의 통신에 사용됩니다. 6to4 주소는 접두사 2002::/16에 노드 공용 IPv4 주소의 32비트가 결합된 48비트 접두사로 구성됩니다. 6to4는 RFC 3056에 설명된 터널링 기술입니다.
ISATAP 주소
“ISATAP(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol)”라는 인터넷 초안은 IPv4 라우팅 인프라를 통해 IPv4와 IPv6을 모두 실행하는 두 노드 간에 사용되는 ISATAP 주소를 정의합니다. ISATAP 주소는 로컬에서 관리되는 인터페이스 ID ::0:5EFE:w.x.y.z를 사용합니다. 여기서w.x.y.z는 공용 및 개인 주소를 포함하는 임의의 유니캐스트 IPv4 주소입니다.
ISATAP 인터페이스 ID는 IPv6 유니캐스트 주소에 유효한 모든 64비트 접두사와 결합될 수 있습니다. 여기에는 링크–로컬 주소 접두사(FE80::/64), 사이트–로컬 접두사 및 전역 접두사가 포함됩니다.
Teredo 주소
Teredo 주소는 접두사 3FFE:831F::/32를 사용합니다. 처음 32비트 이외의 Teredo 주소는 Teredo 서버의 IPv4 주소, 플래그 및 Teredo 클라이언트 외부 주소 및 포트의 인코딩된 버전을 인코딩하는 데 사용됩니다. Teredo 주소의 예로 3FFE:831F:CE49:7601:8000:EFFF:62C3:FFFE를 들 수 있습니다. Teredo 주소는 “Teredo: NAT를 통해 UDP상의 IPv6 터널링“이라는 인터넷 초안에 정의된 자동 터널링 메커니즘을 사용할 때 호스트를 나타내는 데 사용됩니다.

◈ 멀티캐스트 IPv6 주소

IPv6 에서 멀티캐스트 트래픽은 IPv4 와 동일한 방식으로 작동합니다. 임의 위치의 IPv6 노드가 임의 IPv6 멀티캐스트 주소에서 멀티캐스트 트래픽을 수신 대기할 수 있습니다. IPv6 노드는 동시에 여러 개의 멀티캐스트 주소를 수신 대기할 수 있습니다. 또한 언제든지 멀티캐스트 그룹에 가입하거나 탈퇴할 수 있습니다.

IPv6 멀티캐스트 주소의 처음 8비트는 1111 1111로 설정되어 있습니다. IPv6 주소는 항상 “FF”로 시작하므로 쉽게 멀티캐스트로 분류할 수 있습니다. 멀티캐스트 주소는 라우팅 헤더에 원본 주소나 중간 대상으로 사용할 수 없습니다.

처음 8비트 이외의 멀티캐스트 주소에는 플래그, 범위 및 멀티캐스트 그룹을 식별하는 추가 구조가 포함되어 있습니다.

멀티캐스트 주소의 필드는 다음과 같습니다.

플래그
멀티캐스트 주소에 설정된 플래그를 나타냅니다. 이 필드의 크기는 4비트입니다. RFC 3513을 기준으로 정의된 유일한 플래그는 임시(T) 플래그입니다. T 플래그는 플래그 필드의 하위 비트를 사용합니다. 0으로 설정된 경우 T 플래그는 멀티캐스트 주소가 IANA(Internet AssFigned Numbers Authority)에서 영구적으로 할당된 잘 알려진 멀티캐스트 주소임을 나타냅니다. 1로 설정된 경우 T 플래그는 멀티캐스트 주소가 IANA에서 영구적으로 할당되지 않은 임시 멀티캐스트 주소임을 나타냅니다.
범위
멀티캐스트 트래픽이 의도된 IPv6 네트워크의 범위를 나타냅니다. 이 필드의 크기는 4비트입니다. 멀티캐스트 라우팅 프로토콜이 제공하는 정보 사용 외에도 라우터는 멀티캐스트 범위를 사용하여 멀티캐스트 트래픽을 전달할 수 있는지 여부를 확인합니다. 범위 필드에 가장 일반적인 값은 1(인터페이스–로컬 범위), 2(링크–로컬 범위) 및 5(사이트–로컬 범위)입니다.
예를 들어 멀티캐스트 주소가 FF02::2인 트래픽에는 링크–로컬 범위가 있습니다. IPv6 라우터는 이 트래픽을 로컬 링크 이상 전달하지 않습니다.
그룹 ID
멀티캐스트 그룹을 식별하며 범위 내에서 고유합니다. 이 필드의 크기는 112비트입니다. 영구적으로 할당된 그룹 ID는 범위에 독립적입니다. 임시 그룹 ID는 특정 범위에만 관계가 있습니다. FF01::에서 FF0F:: 사이의 멀티캐스트 주소는 잘 알려진 예약된 주소입니다.

인터페이스–로컬 및 링크–로컬 범위의 모든 노드를 식별하기 위해 다음 주소가 정의됩니다.

FF01::1(인터페이스–로컬 범위의 모든 노드 멀티캐스트 주소)
FF02::1(링크–로컬 범위의 모든 노드 멀티캐스트 주소)

인터페이스–로컬, 링크–로컬 및 사이트–로컬 범위의 모든 라우터를 식별하기 위해 다음 주소가 정의됩니다.

FF01::2(인터페이스–로컬 범위의 모든 라우터 멀티캐스트 주소)
FF02::2(링크–로컬 범위의 모든 라우터 멀티캐스트 주소)
FF05::2(사이트–로컬 범위의 모든 라우터 멀티캐스트 주소)

그룹 ID에 112비트를 사용하므로 2112개 그룹 ID가 있을 수 있습니다. 그러나 IPv6 멀티캐스트 주소가 이더넷 멀티캐스트 MAC(미디어 액세스 제어) 주소에 매핑되는 방식 때문에 RFC 3513에서는 IPv6 멀티캐스트 주소의 하위 32비트에서 그룹 ID를 할당하고 나머지 원래 그룹 ID 비트를 0으로 설정할 것을 권장합니다. 하위 32비트만 사용하면 각 그룹 ID가 고유한 이더넷 멀티캐스트 MAC 주소에 매핑됩니다.

요청된 노드 주소

요청된 노드 주소를 사용하면 주소 확인 중에 네트워크 노드를 효율적으로 쿼리할 수 있습니다. IPv4 에서는 ARP 요청 프레임이 MAC 수준 브로드캐스트로 전송되어 IPv4 를 실행하지 않는 노드를 포함하여 네트워크 세그먼트의 모든 노드를 방해합니다. IPv6 은 인접 라우터 요청 메시지를 사용하여 주소를 확인합니다. 그러나 로컬–링크 범위의 모든 노드 멀티캐스트 주소를 인접 라우터 요청 메시지 대상으로 사용하여 로컬 링크의 모든 IPv6 노드를 방해하는 대신 요청된 노드 멀티캐스트 주소가 사용됩니다.

예를 들어 링크–로컬 IPv6 주소가 FE80::2AA:FF:FE28:9C5A인 노드에 해당하는 요청된 노드 주소는 FF02::1:FF28:9C5A입니다. 이 노드는 요청된 노드 주소 FF02::1:FF28:9C5A에서 멀티캐스트 트래픽을 수신 대기하며, 실제 네트워크 어댑터에 해당하는 인터페이스의 경우 멀티캐스트 주소를 네트워크 어댑터에 등록했습니다. 주소 FE80::2AA:FF:FE28:9C5A를 링크–계층 주소로 확인하기 위해 인접 노드에서 요청된 노드 주소 FF02::1:FF28:9C5A로 인접 라우터 요청을 보냅니다.

요청된 노드 멀티캐스트 주소를 사용하면 링크에서 자주 수행되는 주소 확인을 위해 모든 네트워크 노드를 방해하는 메커니즘을 사용할 필요가 없습니다. 요청된 노드 주소를 사용할 경우 주소 확인에 의해 방해를 받는 노드가 거의 없습니다. 실제로 이더넷 MAC 주소, IPv6 인터페이스 ID 및 요청된 노드 주소 간의 관계 때문에 요청된 노드 주소는 매우 효율적인 주소 확인을 위한 의사–유니캐스트 주소 역할을 합니다.

◈ 애니캐스트 IPv6 주소

애니캐스트 주소는 여러 개의 인터페이스에 할당됩니다. 라우팅 인프라는 애니캐스트 주소가 지정된 패킷을 애니캐스트 주소가 할당된 가장 가까운 인터페이스로 전달합니다. 쉽게 배달하려면 라우팅 인프라에서 애니캐스트 주소가 할당된 인터페이스와 라우팅 메트릭 기준의 해당 거리를 추적해야 합니다. 현재 애니캐스트 주소는 대상 주소로만 사용되고 라우터에만 할당됩니다. 애니캐스트 주소는 유니캐스트 주소 공간에서 할당되며 애니캐스트 주소의 범위는 애니캐스트 주소가 할당된 유니캐스트 주소 유형의 범위입니다.

서브넷–라우터 애니캐스트 주소는 미리 정의되어 있고 필수입니다. 이 주소는 지정된 인터페이스에 대해 서브넷 접두사에서 만들어집니다. 서브넷–라우터 애니캐스트 주소를 만들기 위해 서브넷 접두사의 비트는 해당 값으로 고정되고 나머지 비트는 0으로 설정됩니다. 서브넷에 연결된 모든 라우터 인터페이스에 해당 서브넷의 서브넷–라우터 애니캐스트 주소가 할당됩니다. 서브넷–라우터 애니캐스트 주소는 원격 서브넷에 연결된 여러 라우터 중 하나와 통신하는 데 사용됩니다.