IETF(Internet Engineering Task Force)에서 차세대 인터넷 프로토콜로 확정된 IPv6가 기존 프로토콜인 IPv4에 비해 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 세계적으로 널리 퍼져 있는 IPv4를 완전히 대체하기까지는 상당히 많은 기간이 소요될 것으로 예측된다. 따라서 인터넷 망에서 IPv4와 IPv6는 장기간 공존할 것이고, IPv4 망에서 IPv6 망으로 자연스럽게 진화시키기 위한 전환(transition)기술이 필요하다.
◆IPv4/IPv6 전환기술 동향
IPv4/IPv6 전환기술을 크게 나누면, 듀얼스택(dual stack) 기술, 터널링(tunneling) 기술, 변환(translation) 기술 세 가지로 분류할 수 있다.
듀얼스택 기술은 하나의 시스템(호스트 또는 라우터)에서 IPv4와 IPv6 프로토콜을 동시에 처리하는 기술이다. 따라서 듀얼스택 기술을 지원하는 시스템은 물리적으로 하나의 시스템이지만 논리적으로 IPv4와 IPv6를 지원하는 두 개의 시스템이 있는 것처럼 볼 수 있다. 터널링 기술은 기존 IPv4 망을 전달망으로 사용해 섬처럼 서로 떨어져 있는 IPv6 망들을 연결시켜주는 기술이다. 변환 기술은 IPv4 망과 IPv6 망 사이의 연동 기술로 IPv6 클라이언트가 IPv4 서버에 접속할 때 또는 IPv4 클라이언트가 IPv6 서버에 접속할 때 사용된다.
◆IPv6 터널링 기술 비교
IPv6 도입 초기에는 소규모 섬 형태의 IPv6 망들이 먼저 나타날 것이기 때문에 터널링 기술이 많이 활용될 것이다. 이에 따라 전환기술 중에서도 터널링 기술에 대한 표준화 활동이 가장 활발히 진행됐으며, 그 결과 지금까지 다양한 터널링 기술이 표준으로 제안됐다. 그 중 대표적인 것을 살펴보면 `Configured tunnel', `6to4', `6over4', `ISATAP'(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol), `Teredo', `IPv6 over MPLS' 등이 있다.
이중에서 `6over4', `ISATAP', `Teredo' 등은 소규모 서브넷에서 사용하기 적합하며, ISP가 운용하는 대규모 망에 적용하기 위한 전환기술로는 `Configured tunnel', `6to4', `IPv6 over MPLS' 등이 적합하다.
`Configured tunnel'은 수동으로 IPv6 망간 터널링을 설정하는 것으로 인터넷에서 흔히 사용되는 전통적인 터널링 방법과 유사하다. `6to4' 방식은 IPv6 주소에 IPv4 주소를 삽입해 IPv4 망에서는 IPv4 패킷으로 라우팅 처리되고 IPv6 망에서는 IPv6 패킷으로 라우팅 처리되는 터널링 기술로 확장성이 매우 뛰어난 장점이 있다. `IPv6 over MPLS' 방식은 기존 IPv4 망에서 사용되던 멀티프로토콜레이블스위칭(MPLS) 가상사설망(VPN) 방식을 약간 변형한 것으로, PE(Provider Edge) 라우터 대신에 6PE 라우터를 사용해 IPv6 패킷에 레이블을 붙여 전송하는데 기존 IPv4 망에 MPLS 기능이 있는 경우에 적용하기 적합한 기술이다.
◆장비 지원 현황
IPv6 망으로 전환하기 위해서는 망 내의 대표적인 장비인 호스트와 라우터에 IPv6 기능이 지원돼야 한다. 현재 라우터 부분에서 가장 높은 시장 점유율을 갖고 있는 시스코의 경우 듀얼스택, `Configured tunnel', `6to4', `IPv6 over MPLS' 등의 기능을 지원하고 있고, `ISATAP'은 2003년 상반기까지 지원할 예정이다. 다음으로 높은 점유율을 갖고 있는 주니퍼의 경우에는 현재 듀얼스택과 `Configured tunnel' 기능을 지원하고 있으며, 향후 `6to4' 기능을 지원할 예정이다. 호스트의 대표적인 운영체제(OS) 업체인 마이크로소프트는 윈도 XP에서 이미 `6to4', `6over4', `ISATAP' 등의 기능을 지원하고 있으며, 향후 `Teredo' 기능도 지원할 예정이다. 또한 서버 업체인 선도 듀얼스택, `Configured tunnel', `6to4' 등의 기능을 지원하고 있다.
◆IPv4/IPv6 전환기술 성능 비교
국내에서 가장 많이 사용되고 있는 시스코의 7513 라우터와 GSR(Gigabit Switch Router)을 대상으로 IPv4와 IPv6 성능을 비교해 봤을 때, IPv4에 비해 IPv6 트래픽을 처리하는데 성능이 많이 떨어지는 것을 확인했다. 여러 가지 전환기술에 대해 성능비교를 한 결과 듀얼스택과 `6to4' 터널 방식의 경우 IPv4에 비해 성능이 현저히 떨어지는 것을 볼 수 있었으며, `IPv6 over MPLS' 방식의 경우에는 IPv4에 비해 약간 성능이 떨어지지만 거의 유사한 성능을 보였다. 듀얼스택이나 `6to4' 터널 방식에서 IPv4에 비해 IPv6가 성능이 많이 떨어지는 것은 라우터의 핵심 기능인 패킷 처리에서 IPv4 트래픽은 하드웨어로 처리하는데 비해 IPv6 트래픽은 소프트웨어로 처리하기 때문인 것으로 판단된다. `IPv6 over MPLS' 방식에서 IPv4와 유사한 성능을 보인 것은 IPv4나 IPv6 구분 없이 모두 레이블 스위칭으로 처리해 성능 감소가 없기 때문이다.
◆IPv4/IPv6 전환기술의 향후 전망
지금까지 다양한 전환기술이 제안됐지만 아직 IPv6 망은 널리 확산되지는 못하고 있다. 이는 그동안 주로 기술적인 측면에서만 연구가 진행돼 왔고, 서비스 측면의 접근이나 시장의 요구사항을 제대로 반영하지 못했기 때문이다. 또한 IPv6를 대규모로 도입하기에 아직 장비 성능 면에서 많은 보강이 필요하다. 따라서 이제는 더 이상 새로운 전환기술에 대한 연구에 열중하기보다는 이미 제안된 전환기술들에 대해 다양한 필드시험을 통한 검증을 수행하면서 상용화에 보다 많은 노력을 기울여야 한다는 목소리가 커지고 있다.
듀얼스택이나 `6to4' 기술은 `6Bone'을 포함해 많은 테스트베드 망에서 사용되고 있어 충분한 필드 검증이 이뤄지고 있지만, 그 밖의 다른 기술은 아직 많이 사용되고 있지 않아 테스트베드를 통한 충분한 검증이 필요하다. 이같은 문제 인식에 따라 IETF에서도 그동안 전환기술 개발에 주력했던 기존 `NGTrans 워킹그룹'을 종료시키고 IPv6 망 구축과 운용기술 개발에 초점을 맞춘 `v6ops 워킹그룹'을 구성했으며, 망 운용 관점에서 IPv6망으로 자연스럽게 진화하기 위한 시나리오를 개발하고 있다.
◆IPv4/IPv6 전환기술 동향
IPv4/IPv6 전환기술을 크게 나누면, 듀얼스택(dual stack) 기술, 터널링(tunneling) 기술, 변환(translation) 기술 세 가지로 분류할 수 있다.
듀얼스택 기술은 하나의 시스템(호스트 또는 라우터)에서 IPv4와 IPv6 프로토콜을 동시에 처리하는 기술이다. 따라서 듀얼스택 기술을 지원하는 시스템은 물리적으로 하나의 시스템이지만 논리적으로 IPv4와 IPv6를 지원하는 두 개의 시스템이 있는 것처럼 볼 수 있다. 터널링 기술은 기존 IPv4 망을 전달망으로 사용해 섬처럼 서로 떨어져 있는 IPv6 망들을 연결시켜주는 기술이다. 변환 기술은 IPv4 망과 IPv6 망 사이의 연동 기술로 IPv6 클라이언트가 IPv4 서버에 접속할 때 또는 IPv4 클라이언트가 IPv6 서버에 접속할 때 사용된다.
◆IPv6 터널링 기술 비교
IPv6 도입 초기에는 소규모 섬 형태의 IPv6 망들이 먼저 나타날 것이기 때문에 터널링 기술이 많이 활용될 것이다. 이에 따라 전환기술 중에서도 터널링 기술에 대한 표준화 활동이 가장 활발히 진행됐으며, 그 결과 지금까지 다양한 터널링 기술이 표준으로 제안됐다. 그 중 대표적인 것을 살펴보면 `Configured tunnel', `6to4', `6over4', `ISATAP'(Intra-Site Automatic Tunnel Addressing Protocol), `Teredo', `IPv6 over MPLS' 등이 있다.
이중에서 `6over4', `ISATAP', `Teredo' 등은 소규모 서브넷에서 사용하기 적합하며, ISP가 운용하는 대규모 망에 적용하기 위한 전환기술로는 `Configured tunnel', `6to4', `IPv6 over MPLS' 등이 적합하다.
`Configured tunnel'은 수동으로 IPv6 망간 터널링을 설정하는 것으로 인터넷에서 흔히 사용되는 전통적인 터널링 방법과 유사하다. `6to4' 방식은 IPv6 주소에 IPv4 주소를 삽입해 IPv4 망에서는 IPv4 패킷으로 라우팅 처리되고 IPv6 망에서는 IPv6 패킷으로 라우팅 처리되는 터널링 기술로 확장성이 매우 뛰어난 장점이 있다. `IPv6 over MPLS' 방식은 기존 IPv4 망에서 사용되던 멀티프로토콜레이블스위칭(MPLS) 가상사설망(VPN) 방식을 약간 변형한 것으로, PE(Provider Edge) 라우터 대신에 6PE 라우터를 사용해 IPv6 패킷에 레이블을 붙여 전송하는데 기존 IPv4 망에 MPLS 기능이 있는 경우에 적용하기 적합한 기술이다.
◆장비 지원 현황
IPv6 망으로 전환하기 위해서는 망 내의 대표적인 장비인 호스트와 라우터에 IPv6 기능이 지원돼야 한다. 현재 라우터 부분에서 가장 높은 시장 점유율을 갖고 있는 시스코의 경우 듀얼스택, `Configured tunnel', `6to4', `IPv6 over MPLS' 등의 기능을 지원하고 있고, `ISATAP'은 2003년 상반기까지 지원할 예정이다. 다음으로 높은 점유율을 갖고 있는 주니퍼의 경우에는 현재 듀얼스택과 `Configured tunnel' 기능을 지원하고 있으며, 향후 `6to4' 기능을 지원할 예정이다. 호스트의 대표적인 운영체제(OS) 업체인 마이크로소프트는 윈도 XP에서 이미 `6to4', `6over4', `ISATAP' 등의 기능을 지원하고 있으며, 향후 `Teredo' 기능도 지원할 예정이다. 또한 서버 업체인 선도 듀얼스택, `Configured tunnel', `6to4' 등의 기능을 지원하고 있다.
◆IPv4/IPv6 전환기술 성능 비교
국내에서 가장 많이 사용되고 있는 시스코의 7513 라우터와 GSR(Gigabit Switch Router)을 대상으로 IPv4와 IPv6 성능을 비교해 봤을 때, IPv4에 비해 IPv6 트래픽을 처리하는데 성능이 많이 떨어지는 것을 확인했다. 여러 가지 전환기술에 대해 성능비교를 한 결과 듀얼스택과 `6to4' 터널 방식의 경우 IPv4에 비해 성능이 현저히 떨어지는 것을 볼 수 있었으며, `IPv6 over MPLS' 방식의 경우에는 IPv4에 비해 약간 성능이 떨어지지만 거의 유사한 성능을 보였다. 듀얼스택이나 `6to4' 터널 방식에서 IPv4에 비해 IPv6가 성능이 많이 떨어지는 것은 라우터의 핵심 기능인 패킷 처리에서 IPv4 트래픽은 하드웨어로 처리하는데 비해 IPv6 트래픽은 소프트웨어로 처리하기 때문인 것으로 판단된다. `IPv6 over MPLS' 방식에서 IPv4와 유사한 성능을 보인 것은 IPv4나 IPv6 구분 없이 모두 레이블 스위칭으로 처리해 성능 감소가 없기 때문이다.
◆IPv4/IPv6 전환기술의 향후 전망
지금까지 다양한 전환기술이 제안됐지만 아직 IPv6 망은 널리 확산되지는 못하고 있다. 이는 그동안 주로 기술적인 측면에서만 연구가 진행돼 왔고, 서비스 측면의 접근이나 시장의 요구사항을 제대로 반영하지 못했기 때문이다. 또한 IPv6를 대규모로 도입하기에 아직 장비 성능 면에서 많은 보강이 필요하다. 따라서 이제는 더 이상 새로운 전환기술에 대한 연구에 열중하기보다는 이미 제안된 전환기술들에 대해 다양한 필드시험을 통한 검증을 수행하면서 상용화에 보다 많은 노력을 기울여야 한다는 목소리가 커지고 있다.
듀얼스택이나 `6to4' 기술은 `6Bone'을 포함해 많은 테스트베드 망에서 사용되고 있어 충분한 필드 검증이 이뤄지고 있지만, 그 밖의 다른 기술은 아직 많이 사용되고 있지 않아 테스트베드를 통한 충분한 검증이 필요하다. 이같은 문제 인식에 따라 IETF에서도 그동안 전환기술 개발에 주력했던 기존 `NGTrans 워킹그룹'을 종료시키고 IPv6 망 구축과 운용기술 개발에 초점을 맞춘 `v6ops 워킹그룹'을 구성했으며, 망 운용 관점에서 IPv6망으로 자연스럽게 진화하기 위한 시나리오를 개발하고 있다.
