'대체 아닌 공존' IPv4 네트워크에 IPv6를 추가하는 방법

아마도 많은 사람이 기업 네트워크 환경이 IPv4에서 IPv6로 '전환'되고 있다고 생각할 것이다. 그러나 그렇지 않다. 대다수 기업이 모든 IPv4를 IPv6로 대체하는 대신 '아웃사이드-인(Outside-in)' 전략을 채택하고 있다.



즉, 인터넷에 접속하고 이용하는 데 있어, 그 경계선을 통과하는 입력(incoming)과 출력(outgoing) IPv6 트래픽을 단계적으로 수용하고 두 스택을 해석하고, 한 프로토콜을 다른 프로토콜로 터널링하고 있다는 의미다. 대부분의 내부 클라이언트와 노드가 IPv4를 이용하는 가운데, IPv4와 IPv6 프로토콜 스택을 함께 운영하는 듀얼 스택 환경에서 IPv6를 이용하는 사례가 늘어나고 있다.

가장 오래된 '신기술'인 IPv6
전문가들은 IPv4의 32비트 파티션 주소 체계를 무한 확장할 수 없다는 것이 분명해진 1990년대 초부터 IPv4 네트워크 주소가 고갈될 것을 예상했다. IPv4가 만들어진 1960년대 말부터 1970년대 초에는 IP 주소가 40억 개면 충분할 것으로 봤다. 그러나 1990년대 초가 되자 주소가 고갈될 것이라는 점이 분명해졌다.

애초에 전문가들은 2011년 9월이면 모든 주소가 고갈될 것으로 예상했다. 그러나 ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)은 2015년에 마지막으로 남아있던 클래스 C IPv4 주소를 제공했다. 예상과 달리, 2015년까지 IPv4 주소가 고갈되지 않은 것이다.

IPv6를 사용하면 한동안 주소 고갈 문제에서 벗어날 수 있다. 128비트 주소 체계를 이용하면 현 지구 표면 면적의 1 제곱미터 당 6.67 *1023의 주소를 할당할 수 있기 때문이다. 6.197*1022, 즉 제곱피트당 61,966,323,688,825,037,129,092.38개다. 수십억 개의 장치가 연결될 것으로 보이는 사물인터넷 환경이 급성장해도 128비트 주소는 여유가 있다.

서서히 증가하는 IPv6 트래픽
매년 IPv4 대신 IPv6를 이용하는 인터넷 트래픽이 조금씩 증가하고 있다. 그러나 증가세가 아주 느리다. 구글의 IPv6 트래픽 비중은 2016년 1월에 처음 10%를 넘어섰다. 그리고 5월 중순 기준 11~12%대를 유지하고 있다.

트래픽 대부분은 선진국에서 나온다. 벨기에가 41.8%로 가장 많고 스위스, 독일, 그리스, 포르투갈이 20~26%대다. 아카마이(Akamai)의 '인터넷 현황 보고서(State of the Internet)'를 보면, 미국과 룩셈부르크는 각각 18.6%, 19.6%로 3위 그룹이다. 그다음은 에콰도르, 에스토니아, 말레이시아, 오스트리아, 일본 등으로 구성돼 있다.

IPv6 전환 툴과 기술
IPv6를 IPv4와 함께 이용하려면 '전환 툴(Transition tools)'을 사용해야 한다. 인터넷 RFC(Request for Comment) 1933은 이를 IPv6 전환의 필수 기능으로 규정하고 있다.

- 호스트와 라우터를 IPv6로 전환해도, IPv4 기능은 계속 유지된다. 즉 IPv6에 IPv4 프로토콜과 애플리케이션에 대한 호환성을 제공한다. 이런 호스트와 라우터는 IPv6와 IPv4를 함께 운영하기 때문에 듀얼 스택이라고 부른다.

- 호스트와 라우터는 모두 같은 네임 서비스(통상 DNS)를 이용하고 IPv6를 지원하는 노드에 대한 정보를 획득, 관리한다.

- IPv6 형식은 IPv4 주소를 수용할 수 있다(IPv4 주소의 총 공간은 대략 4.3*109이다. 지구의 첫 제곱피트에 다른 일들을 위한 추가적인 1.44*1013 주소가 남아있다). 다시 말해, IPv4 주소도 IPv6를 지원한다.

- IPv6 프로토콜을 지원하지 않는 라우터로 IPv6 트래픽을 이동시키기 위해 IPv4 패킷 내부의 IPv6 패킷을 전송할 수 있다. 이를 터널링(Tunneling)이라고 부른다. IPv6 내부의 IPv4도 지원한다. 이는 지금 당장은 중요한 기능이 아니다. 그러나 IPv6가 IPv4보다 더 많아지면 중요해질 기능이다.

듀얼 스택 환경을 효과적으로 운영하려면 또 다른 노력이 필요하다. 여기에는 IPv4를 함께 운영할 수 있도록 IPv6 서비스를 올바르게 설정, 구성하는 것이 포함된다. 특히 네임 서비스(DNSv6), 동적 호스트 주소(DHCPv6), 디렉터리 서비스(액티브 디렉터리와 NIS 등을 IPv6 주소와 정보를 지원하도록 구성, 업데이트해야 한다)가 중요하다.

또 32비트 IPv4 주소를 128비트 IPv6 주소로 표시하는 두 표준, 즉 호환 형식과 매핑 주소 형식 중 하나를 이용해야 한다. 호환 형식은 일반적인 32비트 IPv4 주소 앞에 96개의 0을 채워 넣는다.

반면 매핑 주소(mapped address) 기법은 IPI 소켓 API로 네이티브 IPv4 주소 앞에 표준 16비트 FFFF 마스크를 포함하는 IPv4 및 IPv6 주소용 공통 형식을 구현한다. IBM 등 다양한 IPv4-to-IPv6 프로토콜 트랜스레이터가 두 호환 주소를 사용할 수 있게 만든다.

IPv6 현황
최근의 기업의 IPv6 전환 현황을 정리하면 다음과 같다.

- 인터넷 라우터와 인프라의 핵심 구성 요소(정보 슈퍼 고속도로) 모두 듀얼 스택이다. 엣지 라우터(edge router)와 인프라 구성 요소의 경우 그 비중이 90%를 넘는다. 경계선 장치(Boundary device)를 사용하는(또는 서비스 공급업체로부터 받아 사용하는) 기업의 경우 듀얼 스택 장치로 90% 이상의 IPv6를 지원한다

- 윈도우 XP 이상, 맥 OS 10.7 라이언 이상, iOS 4.1 이상, 대부분의 리눅스 버전 등 주요 클라이언트 운영체제는 모두 듀얼 스택 기능을 지원한다.

- 기업은 첨단 네트워크 기술을 이용하고 있다.

- 중소기업과 일반 사용자는 여기에 뒤처져 있다. 이들 가운데 상당수는 케이블 업체나 통신 업체 등 서비스 공급업체로부터 장비를 받아 이용한다. 미국의 경우 AT&T와 (곧 콕스 케이블에 합병될) 타임 워너 케이블이 일반 소비자에게 제한된 범위에서 IPv6를 지원하고 있다. 좋은 터널링 서비스도 있다. 오래전부터 IPv6 기술을 개척한 허리케인 일렉트릭(Hurricane Electric) 서비스가 그 사례다. 이 업체는 IPv6에 대한 전문성을 높이기 위해 네트워크 전문가에게 무료 IPv6 자격증을 제공하는 활동을 후원하고 있다.

IPv6 구현을 위해 해야 할 일
이미 많은 기업이 IPv6로 전환하기 위한 준비를 부분적으로 마쳤을 것이다. 듀얼 스택 기능과 이와 유사한 인프라 구성 요소가 탑재된 최신 서버 운영체제와 클라이언트가 상당수 보급됐기 때문이다.

먼저 서비스 공급자가 IPv6 입출력 트래픽을 지원하는지 확인한다. 그리고 IPv6용 도메인 네임 서비스(DNSv6)와 동적 호스트 구성 서비스(DHCPv6)를 준비, 구성, 배포해야 한다.

마지막으로 IPv6 기능과 데이터를 마이크로소프트 액티브 디렉터리, NIS(Network Information Service) 등에 통합해야 한다. 방화벽 내부의 네트워크 액세스 요청과 관리에 사용하는 기존 채널을 통해 IPv6 정보에 액세스하기 위해서이다.

네트워킹 전문가를 채용하면 이런 과정을 순조롭게 진행하고 IPv6를 파일럿 배포 및 테스트, 실제 현장에 적용하는 데 도움이 될 수 있다. 이런 방법을 통해 네트워크 통신을 IPv6 기반으로 발전시켜 나갈 수 있다. 대다수 전문가는 당분간 IPv4가 계속 유지될 것으로 전망한다. 앞으로 상당 기간 동안 듀얼 스택 환경을 유지해야 한다는 의미다. ciokr@idg.co.kr