[네트워크] IPv4의 개념과 IPv6의 등장 배경, 특징 및 비교

IPv4의 클래스 기반 주소 지정

IPv4에서 전체 주소 공간은 5개의 클래스로 구분되고 이것을 클래스 기반 주소지정이라고 한다. A,B,C 클래스만이 네트워크 주소와 호스트 주소체계의 주소를 갖고, D 클래스는 멀티캐스팅용, E 클래스는 실험용이다.

 

클래스 A	- 첫번째 비트가 0인 IP주소   - 큰 규모의 호스트를 갖는 기관에서 사용함
클래스 B	- 처음 두 비트의 값이 10인 IP 주소   - 첫바이트의 나머지 6비트와 두번째 바이트가 네트워크 주소, 나머지 두바이트가 호스트 주소
클래스 C	- 처음 세비트의 값이 110인 주소    - 세번째 바이트까지가 네트워크 주소, 마지막 한바이트가 호스트 주소   - 네트워크마다 254개까지 호스트를 수용할 수 있기 때문에 작은 규모의 네트워크에서 사용
클래스 D	- 처음 네비트의 값이 1110인 주소   - 네트워크 주소와 호스트 주소의 구분이 없고 전체 주소가 멀티캐스트용으로 사용됨
클래스 E	- 처음 네비트의 값이 1111인 주소   - 추후 사용을 위해 예약된 주소

 

 

클래스 기반의 주소가 더 이상 사용되지 않는 이유는 주소 고갈 때문이다. 기관이나 개인이 사용할 주소가 더이상 남지 않게 되는 문제에 직면하게 되었다.

 

 

IPv4의 서브네팅과 수퍼네팅

주소 고갈을 완화하기 위해 서브네팅, 수퍼네팅의 두 기술이 제안되었다. 서브넷마스크 관련 문제 풀이는 아래 포스팅을 참고하길 바란다.

 

- 서브네팅 : 큰 구조를 작은 것으로 나누기 위해 고안됨

- 수퍼네팅 : 여러 클래스 C를 하나의 큰 구조로 묶어 더 많은 주소를 사용하려는 기관들을 위해 고안됨

 

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[네트워크] 서브넷마스크 계산문제 풀이

[네트워크] 서브넷마스크 계산문제 풀이

 

 

IPv6이 등장하게 된 이유

IP주소에 대한 수요가 증가하면서 IPv4(32비트)의 주소체계로는 처리가 어렵게 되었다. 따라서 IPv6가 등장하게 되었는데 IPv4의 32비트 주소길이를 4배 확장한 128비트 주소길이를 사용해 약 2^128개의 주소가 생성이 가능하게 되었다.

 

 

IPv6 특징

확장된 주소 공간

- 128비트 주소체계를 사용

- 기존 클래스별 할당을 지양, 유니캐스트/애니케스트/멀티캐스트 주소형태 사용

 

새로운 헤더포맷

- 확장헤더를 도입함

- 헤더를 고정 길이로 변경

- 패킷 단편화 관련 필드 삭제

- 체크섬 필드 삭제 (이미 데이터링크 계층에서 체크섬의 계산이 행해지므로)

 

보안기능

IPv4는 IPSec이라는 보안 프로토콜들을 별도로 설치해주어야 하는 부가적 기능을 필요로 했는데 IPv6는 프로토콜 내에 보안관련 기능을 탑재할 수 있도록 설계되었다.

 

- 인증, 무결성, 발신지 확인기능을 제공

- 확장헤더를 통해 네트워크 계층에서의 종단간 암호화를 제공, 패킷 변조를 방지함

 

 

IPv4 vs IPv6 비교

IPv4와 IPv6를 비교하면 아래와 같다.

 

구분	IPv4	IPv6
주소길이	32비트	128비트
표시방법	8비트씩 4부분 10진수 표시	16비트씩 8부분 16진수 표시
주소개수	약 43억개	2^128개
주소할당방식	클래스 단위의 비순차 할당	순차할당
브로드캐스트	있음	없음
헤더크기	가변	고정
보안	IPSec 별도 설치 필요	IPSec 자체 지원