현재 사용되고 있는 IPv4 기반의 인터넷은 32비트 주소 체계를 사용해 이론적으로는 약 40억 개의 주소 공간을 제공할 수 있지만, 인터넷 초기 시절 무분별한 클래스 단위의 할당과 1988년 이후 해마다 2배 이상의 증가 추세를 보이는 등 이미 그 한계를 드러내고 있다. 실제로 IPv4 체계하에서의 인터넷 주소는 거의 고갈 단계에 있으며, 보다 안전하고 진보된 형태의 서비스가 요구되고 있다.
이같은 문제점에 대한 해결책으로 차세대 인터넷 프로토콜인 IPv6의 도입이 전세계적으로 추진 중이다. IPv6는 무한한 인터넷 주소 공간을 제공할 뿐만 아니라 보안성, 서비스 품질, 이동성 등 진보된 기능들을 추가할 수 있으며, 128 비트 주소 체계로 확장해 앞으로 다가올 포스트 PC 시대에 수많은 인터넷 단말기들에게 각 주소 공간을 제공할 수 있다. 따라서 향후 인터넷이 추구하는 플러그 앤 플레이 방식의 네트워크와 서비스 품질 보장 등의 다양한 기능을 추가해 무선 멀티미디어 서비스를 보다 효율적으로 제공할 수 있는 원동력이 될 수 있다. IPv6의 특성을 살펴보면 다음과 같다.
- 확장된 주소 체계 및 공간
- 헤더 형식 단순화
- 확장 및 옵션에 대한 지원 향상
- 플로어 레이블링 기능
- 인증과 사생활 보호 기능
IP 주소 크기를 128비트로 늘림에 따라 주소 체계가 단계적으로 증가하고, 더 많은 노드에 체계적으로 주소를 설정할 수 있다.
주소 영역에서 전체 헤더 길이를 IPv4보다 두배로 확장됐으며, IPv4보다 전체 필드 수를 12에서 8개로 단순화시킴으로써 기본적인 처리 속도가 개선됐다.
IPv4 헤더의 옵션 필드에 사용되던 헤더들이 모두 확장헤더 필드로 옮겨져 패킷 포워딩의 효율이 더욱 높아졌다. 또한 확장기능으로 향후 새로운 응용 서비스의 출현에 융통성 있게 대비할 수 있다.
송신자가 디폴트가 아닌 QoS 또는 실시간 서비스와 같은 특별처리를 요청하는 특정 플로어에 속하는 패킷을 레이블링할 수 있다.
IPv6에는 인증, 데이터 무결성 및 데이터 기밀 유지를 지원하기 위해 확장헤더를 규정하고 있다. 즉, IPv6는 보안 기능을 반드시 구현해야 할 기본기능으로 채택함으로써, 보안 서비스 제공을 위한 효율을 향상시켰다.
전세계적으로 183개의 IPv6 주소 할당
전세계 IP 주소를 총괄하는 곳은 IANA이며, 아시아 태평양 지역의 IP 할당은 APNIC에서 맡고 있다. 우리나라에서는 KRNIC이 국내의 인터넷 주소자원을 총괄, 관리하고 있다. 현재 183개의 IPv6 주소가 전세계적으로 할당된 상태이며, 우리나라는 이 중에 15개를 확보해 세계에서 4번째로 IPv6 주소를 많이 확보한 상태다.
각 국가별로 살펴보면 일본이 39개로 가장 많고, 미국이 23개로 2위를, 독일이 16개로 3번째로 많은 주소를 확보하고 있다. 등록 개수를 대륙별로 살펴보면, 유럽이 80개(43.72%)로 가장 많고, 아시아 67개(36.61%), 미주 32개(17.49%), 오세아니아 4개(2.19%) 순으로 나타났다. 유럽은 독일을 제외한 대부분의 국가가 3∼7개의 IPv6를 보유해 대체로 높은 등록률을 보이고 있다.
IPv6의 실제 도입은 90년대 중반부터 전 세계 IPv6 실험 네트워크인 6Bone을 통해 처음 이뤄졌으며, 이후 각 국가별 연구 네트워크를 중심으로 도입이 시작했다. 우선 미국은 인터넷2 프로젝트의 백본 네트워크인 vBNS와 Abilene을 통해, 캐나다는 CANARIE 프로젝트의 백본 네트워크인 CA*Net을 통해 IPv6를 도입 운영하고 있으며, 유럽은 각 국가별 연구 네트워크를 중심으로 유럽 전역에 IPv6 인프라를 구축하는 작업이 진행되고 있는 추세다.
또한 일본은 WIDE 프로젝트를 통해 자국 내 연구 네트워크와 6Bone-JP 구축을 통해 IPv6 네트워크 도입과 운영을 시작, 최근 NTT와 같은 서비스 업체는 미국 유럽에 자사의 네트워크를 통한 IPv6 네트워크 확장을 시도하고 있다. 한국의 경우 1998년에 6Bone-KR 네트워크를 중심으로 IPv6 네트워크가 국내 최초로 도입됐으며, 선도 네트워크인 KOREN을 통해 IPv6 네트워크가 최초로 구축돼 운영되고 있다. 2001년 말 트랜스유라시아 네트워크가 구축되면서 KOREN을 통한 유럽으로의 IPv6 네트워크 서비스를 시작하고 있으며, 같은 해 6NGIX라는 국내 최초의 IPv6기반 차세대 인터넷 교환 노드가 구축돼 국내 IPv6 네트워크에 대한 연동 서비스를 제공하고 있다.
국가별 IPv6 프로젝트 진행중
vBNS(very high performance Backbone Network Service)는 미국의 차세대인터넷 구축과 관련해 NSF(National Science Foundation)에 의해 구축됐고, IPv6 기반의 차세대 백본 네트워크로서 주요 대학과 연구기관 등에 의해 시험, 운용되고 있다. vBNS는 기본적으로 IPv6 서비스를 제공하고 IPv6 라우터들 간에는 풀 메쉬 형태로 ATM-PVC 연결을 하고 있으며, vBNS 가입 기관들과의 연결은 네이티브 방식과 터널링 방식 모두를 지원하고 있다. 또한 내부 라우팅 프로토콜로서 RIPng를 사용하며, 6Bone과 접속시 BGP4+를 사용하고, DNS 서비스로서 AAAA 및 RTR 레코드와 AAA 레코드를 지원하며 IPv6 지원 웹 서버를 제공한다.
Abilene은 미국내 대학으로 구성된 컨소시엄인 UCAID(University Corporation for Advanced Internet Development)가 차세대인터넷 기술과 애플리케이션을 개발하기 위해 구축한 백본네트워크로, UCAID 관련 대학들이 GigaPoP을 통해 연결된 구조를 가지고 있다. Abilene은 IPv6, 멀티캐스트, QoS 등의 차세대인터넷 기술을 지원하기 위한 분리된 네트워크를 제공하는 것이 목표이며, 파트너로 시스코, 주니퍼, 노텔, 퀘스트 등의 장비업체와 인디아나 대학이 참가하고 있다.
Abilene의 백본은 OC-12/OC-48 DWDM 방식의 IP over SONET으로 구성돼 있고, 2003년까지 OC-48 10-Gbps DWDM으로 업그레이드 할 예정이다.
6INIT은 IPv6 네트워크 구성과 애플리케이션 실험을 목적으로 유럽 최초의 IPv6 관련 프로젝트로서, IPv6 멀티미디어와 시큐리티 서비스 보급을 주목적으로 하고 있다. 영국, 스칸디나비아, 프랑스, 독일, 그리스의 5개의 클러스터가 참여하고 있는 6INIT은 유럽의 ATM 백본네트워크인 TEN-155를 이용해 IPv6 네트워크를 구축했다.
6INIT 네트워크에서 교환 노드 역할은 영국의 UK 6X가 담당하고 있으며, 연결 방법으로는 이더넷 또는 ATM을 이용한 6INIT IPv6 사이트 연결 기능과 TEN-155 네트워크를 이용한 ATM 접속기능을 제공하고 있다. 기존 IPv4 인터넷이 있는 경우에는 터널링 방식을 제공하며, 일부 NAT-PT 네트워크와의 연동 기능도 제공하고 있다.
6NET(www.6net.org)는 본격적인 IPv6 도입과 응용을 위해 유럽 공동체가 추진하고 있는 프로젝트로, 2002년 1월 1일에 시작해 2004년 12월 31일까지 3년동안 진행될 예정이다. 총 투자액이 2650만 유로에 달할 것으로 예측되는 6NET은 2002년 현재 31개의 파트너가 참여하고 있으며, 국내의 ETRI도 참가를 추진 중에 있다. 6NET의 주요 목표는 국제적인 IPv6 네트워크를 구축하고, 기존 IPv4 인프라가 IPv6로 전이될 수 있는 기술과 변환 도구들을 개발하는 것이다. 6NET는 주로 각 국에 흩어져 있는 IPv6 네트워크를 연결함으로써 구축되고 있으며, 필요에 따라 터널링 방식을 이용한다.
국내 56개 기관에서 IPv6 할당
6Bone-KR은 국내의 IPv6 도입을 위해 1998년 5월 ETRI가 국제 6Bone으로부터 pTLA 주소를 할당받아, 구축 및 운용해 온 국내 최초의 IPv6 실험 네트워크다. 6Bone-KR은 국내 6Bone 가입 네트워크 확산과 IPv6 관련 기술과 애플리케이션의 개발이 주요 활동이고, 국내의 6Bone 토폴로지 조정 등 6Bone 네트워크 관리자와 사용자에게 유용한 서비스를 제공하고 있다. 6Bone-KR은 1999년 7월 APAN-KR로부터 3ffe:8040::/28 pTLA 주소를 하나 더 할당받아 2002년 현재 2개의 pTLA 주소를 보유한 상태다. 6Bone-KR에서는 국내의 각 프로젝트와 기관별로 계층적인 주소 할당이 이뤄지며, 2002년 7월 현재 국내 56개 기관에 48비트 프리픽스(Prefix)를 할당하고 있다. 또한 국외 10개 기관, 국내 56개 기관과 터널링 또는 네이티브 방식으로 연동돼 있다.
KOREN IPv6 네트워크는 1994년에 ATM 기반으로 구축된 선도 시험 네트워크인 KOREN을 기반으로 1999년에 네이티브 IPv6 방식의 연결을 제공하는 것을 목표로 서울-대전 구간에 구축됐다. KOREN IPv6 네트워크는 국내 최초의 네이티브 네트워크로서, 외부 라우팅 연동은 BGP4+, 내부 라우팅 연동은 RIP와 스테이틱(static)을 사용하고 있으며, IPv6 DNS 서비스는 IPv4 DNS 서비스와 함께 제공하고 있다. KOREN IPv6 네트워크의 2002년 5월 국내 가입기관과의 연결은 ETRI를 비롯해 서울대, 고려대, 한양대, 충남대, LG 종합기술원, 한국통신 NOC(Network Operating Center)와 연동하고 있으며, 해외 연결로는 일본의 WIDE와 토쿄 XP, 미국의 6TAP, 싱가포르의 SingAREN, 프랑스의 Renater2와 연동하고 있다.
한국전산원이 2001년 8월 구축한 IPv6 네트워크인 6KANet(IPv6 Korea Advanced Network)은 일반 ISP(Internet Service Provider)로의 역할을 수행할 예정이며, 기본적으로 NLA1(/41) 및 NLA2(/48)의 IPv6 주소를 도서관, 관공서, 방송국 등의 기관에 제공해 IPv6 서비스를 제공하고 있다. 6KANet은 네이티브 IPv6와 IPv4 연결 방식을 모두 지원하고, IPv6 교환 노드인 6NGIX를 사용해 국내 접속으로 ETRI, KT, SK텔레콤, 데이콤, 하나로통신 등과 연동하고 있으며, 해외 접속으로는 6Bone과 연동하고 있다.
6NGIX는 한국전산원에서 초고속 정보통신 네트워크 기술, 초고속 응용서비스와 관련 장치 연구개발 환경을 제공해 국내 산·학·연 기관이 공동으로 참여하는 기술 개발 산업을 독려하고, 국내외 차세대 네트워크 구축 산업과의 연계를 통한 공동 연구 기반 조성을 목적으로 국내 최초로 구축한 IPv6 교환노드다. 6NGIX는 sTLA급 주소를 받은 대형 기관들의 IPv6 트래픽을 교환하기 위해 2001년 10월에 개통돼 sTLA급 기관의 IPv6 네트워크와 네이티브 또는 터널링 방식으로 연동하고 있다. 6NGIX는 2002년에 KREONET2, 한인터넷, 데이콤과 연동하면서 8월 현재 총 9개의 기관과 연동하고 있다.
6NGIX는 6KANet과 연동해 IPv4 트래픽은 KIX로 포워딩해 IPv4와 IPv6 서비스를 모두 지원하고 있다. 마지막으로 최근의 현재 우리나라 IPv6 네트워크 전체 현황은 6Bone-KR 중심의 실험 네트워크와 KOREN, KREONET 등의 연구 네트워크를 중심으로 유럽의 연구 네트워크와 연동이 이뤄지고 있다.
다양한 IPv6 제품군 출시
IPv6의 성장과 관련된 것은 크게 두 분야로 예측해 볼 수 있다. 첫째, IPv6 관련 단말기와 서버, 라우터 그리고 IPv4/IPv6 변환기 등을 들 수 있다. 컴퓨터 단말분야는 유닉스, 리눅스, 윈도우 등 각종 운영체제하에 IPv4/IPv6 듀얼 스택(Dual stack) 프로토콜이 내장되고 있는 추세이므로 기존의 단말에 약간의 비용을 추가하거나 무료로 IPv6화가 진행될 전망이다. 그러나 앞으로 포스트 PC 형의 각종 인터넷 통신이 가능한 단말기들의 출현이 예상되지만 현재로서는 정확한 예측을 하기에는 매우 어렵다. 따라서 당분간은 IPv4/IPv6 지원 듀얼 스택과 IPv4/IPv6 변환기가 내장된 라우터, IPv6 전용 라우터를 중심으로 시장이 형성되리라 예상된다.
이미 IPv6 관련된 라우터와 단말기들이 많이 출시됐다. 시스코는 2001년 5월말부터 IPv6를 지원하는 라우터 전용 운영체제인 IOS를 개발해 기존의 시스코 라우터에 배포했고, 주니퍼 역시 2001년 11월 JUNOS 5.1 인터넷 소프트웨어를 배포했다. 히타치, 마이크로소프트, 썬마이크로시스템 역시 IPv6를 지원하는 솔루션을 선보여 시장 확보에 주력하고 있다.
두 번째 IPv6는 무선 인터넷과 홈 네트워크 시장에서 활발히 적용될 것으로 예상된다. 현재 지속적인 증가세를 보이는 무선 인터넷 사용자와 그에 따라 증가하는 서비스 요구 사항은 현재의 음성 위주의 방식으로는 한계가 있으며, IP 기반의 데이터 위주로의 전환이 불가피하다. 그러나 IPv4의 주소 체계는 이런 요구 조건을 충족시킬 수 있는 IPv6를 선택한 것이다. 세계적으로 홈 네트워크 설치 수는 2001년에 약 900만 대에서 2004년까지 약 2700만 대 규모로 연평균 52%의 성장률을 보일 것으로 전망되며, 기술별로는 무선 홈 네트워킹 장비 시장의 성장에 따라 2005년에는 전체 홈 네트워킹 시장의 64.8%를 차지하게 될 것으로 예상된다.
(표 1)은 ARC 그룹이 작성한 전세계 무선 인터넷 사용자에 대한 수요 사항을 예측한 것이다. ARC에 따르면 전세계 무선 인터넷 이용자의 수는 2000년 1억 8300만 명에서 2005년에는 11억 87000만 명으로 증가할 것이고, 같은 기간 동안 전체 무선 인터넷 보급률은 약 20%에 달할 것으로 전망했다. 미국이 83%, 일본이 90%, 서유럽이 91%의 보급률을 기록할 것으로 예상되며, 아시아/태평양은 2005년에 8%의 성장률을 이룰 것으로 예상했다.
무선 인터넷에 IPv6 주소체계를 적용하기 위해 요구되는 가장 큰 기능은 모바일 IPv6에 대한 연구가 IETF에서 활발히 논의되고 있다. 현재 모바일 IPv6는 드래프트 상태로 진행되고 있으며, 주요 이슈로는 패스트 핸드오프, QoS이며, 최근에는 보안과 인증에 대한 표준화 작업이 이뤄지고 있다. 이미 많은 기관에서 드래프트를 기반으로 모바일 IPv6 기술이 구현된 상태이며, 테스트가 활발히 이뤄지고 있다.
국산 IPv6 솔루션 봇물
국내 IPv6 장비가 어떻게 발전하고 있는지 살펴보자. 현재 테라급 IPv6 라우터 개발이 ETRI를 중심으로 LG전자, 삼성전자, 다산 인터넷, 성지 인터넷 등의 산업체가 참여해 이뤄지고 있다. 이 장비는 IPv6 차세대인터넷 백본 네트워크용 테라급 라우터 개발과의 일환으로 IPv6를 지원하는 것이다. 2001년도에 본격적인 개발이 시작돼 4년의 개발 계획을 가지고 있으며, 이미 ETRI외 공동 수행업체에서는 2002년 2월에 1초에 1억 2 500만 개의 IP 패킷을 처리할 수 있는 80Gpbs급 고속 라우터 HSR-80(High-speed Router-80)을 국내 최초로 개발했으며, 현재 2차 과제로 640Gbps급 라우터를 개발 중이다. HSR-80은 궁극적으로 5Tbps급 라우터의 개발과 상용화가 목표이며 지능형 라우터 형상 제어, 액티브 라우팅에 의한 차세대 서비스 지원 등을 목표로 하고 있다.
이외에 위즈정보기술은 한국전산원과 공동으로 IPv6 기반의 초소형 라우터 넷위즈(netWIZ) v6를 개발했다. 이 제품은 자체 개발한 실시간 리눅스 운영체제인 블록스(Blux)를 탐재하고 있으며, IPv4/IPv6 주소 변환 기능과 보안계층인 IPSec을 지원한다. 또한 오피콤은 2000년부터 ETRI와 공동으로 IPv4/IPv6 차세대 인터넷 주소변환기를 국책과제로 수행하고 있는데, 2002년도 리눅스 기반의 NAT-PT(RFC2766), SIIT(RFC2765) 스펙을 구현한 IPv4/IPv6 주소 변환기인 6bridge를 개발한 상태다. 6bridge는 DNS-ALG 기능을 지원함으로써 IPv4/IPv6 사이의 통신을 DNS을 이용해 상호 통신이 가능하다.
다각도로 IPv6 개발 지원 강화
(표 2)는 가트너 그룹에서 예측한 IPv6 테스트와 전개에 관한 보고 자료다. 전체적으로 미국은 IPv6 관련 테스트와 개발이 아시아 지역과 유럽 지역보다 늦은 것을 볼 수 있다. 그러나 다른 것과는 달리 소프트웨어의 응용 업그레이드에서는 아시아/유럽 기관과 거의 같은 시기에 테스트와 구현이 이뤄짐을 볼 수 있다. 가트너 그룹에서 예측하는 바와 같이 사용자와 직접적인 관련이 있는 ISP들이 일반적으로 IPv6를 활용할 수 있는 시기는 아시아 유럽에서는 2004년 이후에, 미국에서는 2005년 이후로 보고 있다.
현재는 IPv6 도입과 진화에 필요한 기술적인 요구 사항들을 해결하기 위한 표준화 작업등이 이뤄지고 있고, IPv6의 상용화는 아직 본격적으로 이뤄지지 않는 상황이지만 일본의 NTT, IIJ 등과 같은 ISP는 이미 가입자를 대상으로 해 IPv6 시범 서비스를 제공하고 있다. 또한 IPv6를 지원하는 라우터나 관련 소프트웨어나 애플리케이션들은 상당 부분 개발이 진행돼 실제로 운영되고 있으며, 단말에서도 윈도우 XP를 비롯해 유닉스, 리눅스, 솔라리스 운영체제 기반의 모든 장비는 IPv6의 기능을 이미 탑재한 상태다. 각 국가에서 정부주도하에 IPv6 기술 개발을 추진하는 등의 움직임이 보이는 것 또한 IPv6 시장성에 밝게 하는 요인이 되고 있다. @
