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[기술문서] IPv4, IPv6의 Default Router (Default Gateway) 생성 알고리즘 비교

Posting Revision History
2차..........................2013.10.27
1) IPv4 Default Gateway주소 추가하는 방법 추가 (Contribution by iCent 주강후 부장님)
2) 기존 설명 자세히 보강
1차..........................2013.09.13
안녕하십니까!!<?-ml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
“IPv6 Network의 이해”의 저자 청년 고득녕입니다.
본 포스팅에서는
IPv4, IPv6 Network에서의
Default Router(Default Gateway) 생성 알고리즘에 대해서 다루겠습니다.
본 주제를 다루게 된 이유는,
‘13년도 SKT-SKB 합동 교육을 진행 하면서, 생각 외로 많은 사람들이 IPv6의Default Router 생성 알고리즘에 대해서 헷갈려 한다는 것입니다.
그 이유는 아마도, IPv4 Network에 너무나 익숙해져 있어서 그럴 것입니다.
포스팅을 하기에 앞서서
지금까지 포스팅 했던 기술 문서들을 먼저 투척 합니다. ^^
[참고] IPv6 관련 기술문서들 ....
▣ Windows 7 의 DHCPv6 Solicit 메시지의 Tme Interval
▣ DUID 중복에 따른, windows 7 의 IPv6 주소 할당 실패 문제 및 해결 방안
▣ IPv6 에서의 사생활 보호 기능
▣ IPv6 에서의 DNS 동작 원리 (DNSv6)
▣ LTE 네트워크 에서의 IPv6 주소 할당 알고리즘
ICMPv6 Packet Too Big의 에러 메시지를 캡쳐 하고 싶어요~~
▣ IPv6에도 사설 IPv6 대역이 있나요?
▣ IPv4, IPv6의 Default Router (Default Gateway) 생성 알고리즘 비교
▣ IPv6 관련 RFC 문서들 총 정리 !!! (*)
▣ IPv6 전환 기술 알고리즘과 통신사별 (SK, KT, LG U+) IPv6 전환 기술 채택 현황
▣ IPv4 ARP와 IPv6의 AR 동작 알고리즘 비교
▣ IPv6 보안, RA Guard기능 (Rogue RA메시지 차단기능)
▣ IPv6 Router(라우터)와 L3 Switch(스위치)의 차이에 대해서 알아보자
그럼 우선,
Default Router(Default Gateway)가 무엇인지부터 설명 드리겠습니다.
참고로 IPv4에서는 default gateway라는 용어를 사용하고요,
IPv6에서는 default router라는 용어를 사용합니다.
Default Router/ Default Gateway란 ??
Host가 IP packet를 전송할 때, 보내고자 하는 목적지 노드가 ARP table에 없을 경우 보내게 되는 주소
Router가 IP packet를 전달할 때, 보내고자 하는 목적지 노드가 routing table에 없을 경우 보내게 되는 주소
그럼, IPv4, IPv6 network에서의 default router의 설정 방식에 대해서 설명 드리겠습니다.
IPv4의 Default Gateway 설정 방식
1) 운용자가 수동으로 설정 하거나
2) DHCP Server
가 IP주소를 할당할 때, default gateway의 주소를 알려 줍니다
.
반면에, IPv6 network에서는 default router의 설정 방식이 사뭇 다릅니다.
IPv6의 Default router 설정 방식
○ IPv6 router는 주기적으로 RA메시지를 보내는데,
○ Host는 자기가 수신한 RA메시지의 source address를 자신의 default router로 설정 합니다.
○ 즉, IPv6 host의 경우, (운영자의 개입 없이) 자동으로 default router를 생성 합니다.
○ 아래 그림이, IPv4 host와 IPv6 host의 default router를 생성하는 주체를 비교한 그림 입니다.
○ 그런데, 여기서 주의 해야 할 것은, IPv6 router는 다른 router로부터 RA메시지를 수신 하여도 RA메시지의 source address를 자신의 default router로 설정 하지 않는 것에 주의 하시기 바랍니다.
○ 즉, IPv6 router의 경우에는 IPv4 router와 마찬가지로 default router를 수동으로 입력 해야 합니다.
IPv6 host의 default router 설정 algorithm에 대해서 더 자세히 알고 싶으시면,
"IPv6 OOO" (11월 출간 예정) 책의
Capter 03. Core Protocols ==>Lesson03. Neighbor Discovery Protocol를 참조하시기 바랍니다.
그럼 지금부터는
실제로 network를 구성해가면서 자세히 고찰 해보도록 하겠습니다.
아래 Network처럼 구성해보겠습니다.
Router의 구성은 아래와 같이 합니다.
단순히, IPv4, IPv6 routing 기능만 활성화 시키고, 그 어떤 dynamic/static routing 설정은 하지않습니다.
그리고 Router, host에 각각 IPv4, IPv6 주소를 셋팅 합니다. !!
Question]
그러면, Host에서 Router로 IPv4, IPv6 ping이 갈까요?
Answer]
예 !! 당연히 IPv4, IPv6 ping이 모두 갑니다.
왜냐하면, Router와 host는 connected 된 상태이기 때문에,
별도의 default router를 설정 하지 않아도 당연히 통신이 됩니다. !!!
그러면 망을 조금더 확장 해보도록 하겠습니다.
아래 네트워크 처럼 구성해보겠습니다.
다시 한번 말하지만,
Router에는 그 어떤 static/dynamic routing 설정을 하지 않습니다.
단지, IPv4, IPv6 routing 기능만 활성화 시킵니다.
자, 그럼 질문 !!!
Question]
Host_A에서 Router의 f0/1으로 ping이 갈까요??? 안 갈까요?
Answer]
답은, IPv4은 ping이 안 가지만, IPv6은 ping이 갑니다. !!!
IPv4와 IPv6의 결과가 다르게 나온 이유는,
default router의 설정 알고리즘의 차이 때문에 그렇습니다. !!!
우선, IPv4 통신부터 살펴봅시다. !!!!
Host A에서 router의 f0/1 interface 주소인 20.20.20.1 로는 통신이 안 됩니다.
왜냐하면, Host A의 ARP table에는 20.20.20.1 주소가 없기 때문입니다.
Host A의 ARP table에 없기 때문에, Host A는 default gateway 주소로 ping를 보내야 하는데,,, 현재 default gateway가 설정이 되어 있지 않기 때문에, ping이 네트워크 밖으로 벗어나지를 못 하는 것입니다.
그러면, IPv6 통신은 왜 가능한지 알아보겠습니다.
그 이유는, Host A의 IPv6 default router가 자동으로 생성 되었기 때문입니다.
Host A는 router로 부터 RA메시지를 받고요, 그 RA메시지의 source adddress를 자신의 default router로 설정을 합니다.
실제로 아래 그림 처럼, host A의 interface f0/0를 보면, router의 link-local unicast address를 자신의 default router로 설정 한 것을 확인 할 수 있습니다.
Host_A가 Router의 f0/1주소인 2000:100::1로 IPv6 Packet를 보내고자 할 때,
자신의 Neighbor Cache Entry에 2000:100::1주소가 없기 때문에 Host_A는 자신의 Default Router로 IPv6 packet를 보내게 됩니다.
이로 인해 위 그림의 Router는 Host_A가 보낸 IPv6 Packet를 수신하게 되며,
그 Packet의 목적지 주소가 자신의 Fastethernet 0/1인 것을 알 수 있게 됩니다.
그런 다음, 자신과 Connected되어 있는 Host_A에게 Echo Reply메시지를 보낼 수 있게 되는 것입니다.<?-ml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />자, 그럼 다시 질문 드릴게요~!!!
아래 네트워크에서 Host A와 Host B는 통신이 가능할까요?
IPv4 Ping은 Router의 Fastethernet0/1에도 가지 못하니, 당연히 Host_B로는 Ping이 못 갈것입니다.
하지만 (Router에 어떠한 Routing 설정을 하지 않았음에도 불구하고) Host_A와 Host_B간의 IPv6통신은 됩니다.
그러면 IPv6 통신은 왜 가능한지 알아보겠습니다.
우리는 조금 전에 Host_A에서 Router Fastethernet0/1까지 Ping이 가는 것은 확인하였습니다.
위 그림의 Router입장에서 Host_B역시 Conneted 된 상태 이기 때문에 Host_A가 보내는 IPv6 Echo Request 메시지를 Host_B로 전달할 수 있습니다.
Host_A가 보낸 Echo Request메시지를 수신한 Host_B는 이제 Host_A로 Echo Reply메시지를 보내야 합니다.
하지만, Host_B 입장에서는 자신의 Neighbor Cache Entry에 Host_A의 주소가 없을 뿐더라 AR기능을 수행하여도 Host_A에 대한 어떠한 정보도 얻을 수가 없습니다.
따라서, Host_B는 Echo Reply메시지를 자신의 Default Router(Router Fastethernet 0/1)로 보내게 됩니다.
Router 입장에서는 Host_A와 Host_B가 모두 Connected되어 있기 때문에 Host_B로부터 받은 Echo Reply메시지를 Host_A로 전달할 수 있게 됩니다.
이런 과정을 통해서 Router에 어떠한 Routing설정을 하지 않았음에도 불구하고 Host_A와 Host_B는 통신이 가능하게 된 것입니다.
그러면, Host_A와 Host_B간의 IPv4통신이 가능하기 위해서는 어떻게 해야 할까??
Host_A와 Host_B간의 IPv4 통신이 가능하게 하기 위해서는
IPv4 Default Router
주소를 수동으로 설정해줘야 합니다
.
IPv4 Default Router 주소를 수동으로 설정하는 명령어는 “ip default-gateway X.X.X.X” 입니다. Host_A와 Host_B 다음과 같이 설정합니다.
위에서 “no ip routing” 명령어를 입력해준 이유는
“ip default-gateway X.X.X.X” 명령어는 Host에서만 활성화되는 명령이기 때문입니다.
따라서 Host들의 IPv4 Routing 기능을 비활성화 시켜줘야 합니다.
GNS3 Simulator에 등장하는 Cisco Router들은 Default로 IPv4 Routing기능이 활성화 되어 있기 때문에 그렇습니다.
이번 '13년도 SKT-SKB 합동 IPv6 교육을 진행하면서,
많은 분들이 헷갈려 하시는 부분이였습니다.
그래서, 한번 포스팅을 해봤습니다. ^^*
많은 도움이 되었으면 좋겠네요.!!!



IPv6 관련 기술 문서들
※ 빨강색은 싸이월드 블로그에 포스팅 된 것을 의미하며,
초록색은 네이버 블로그에 포스팅 된 것을 의미 합니다.
▣ Windows 7 의 DHCPv6 Solicit 메시지의 Tme Interval
▣ DUID 중복에 따른, windows 7 의 IPv6 주소 할당 실패 문제 및 해결 방안
▣ IPv6 에서의 사생활 보호 기능
▣ IPv6 에서의 DNS 동작 원리 (DNSv6)
ICMPv6 Packet Too Big의 에러 메시지를 캡쳐 하고 싶어요~~
▣ IPv6에도 사설 IPv6 대역이 있나요?
▣ IPv4, IPv6의 Default Router (Default Gateway) 생성 알고리즘 비교 (*)
▣ IPv6 관련 RFC 문서들 총 정리 !!!
▣ IPv4 ARP와 IPv6의 AR 동작 알고리즘 비교
▣ IPv6 보안, RA Guard기능 (Rogue RA메시지 차단기능)
▣ IPv6 Router(라우터)와 L3 Switch(스위치)의 차이에 대해서 알아보자
▣ SKT, LG의 IPv6 전환 기술인, NAT64 동작 알고리즘 (상/하편)
▣ 안드로이드OS에 기본 탑재된 464XLAT 알고리즘에 대해서 알아보자
▣ IPv6 국내, 해외 시장/도입 현황
▣ IPv6 전환 기술 알고리즘 소개 및 통신사(SK, KT, LG U+)의 가입자망 , 백본망 IPv6 전환 기술 채택 현황
▣ LTE망에서의 IPv6 주소 할당 알고리즘
▣ IETF RFC문서의 Requirement level (must, shall, should, may)의 숨은 의미에 대해서 알아보자.
▣ IPv6의 보안 (Security) 강화 특징들

광통신 관련 포스팅
통신사들의 광가입자망(G-PON, E-PON, XG-PON, 10G-EPON,NG-PON2) 기술 동향
: http://blog.naver.com/nackji80/110190627814
차세대 광가입자망, NG-PON2에 대해서 알아보자
: http://blog.naver.com/nackji80/220047651101
[기술문서] GBIC과 SFP의 차이 및 특징, 종류
: http://blog.naver.com/nackji80/220040190726

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