IPv6에서 Global Unicast Address는 IPv4에서 공인 IP 주소와 같다. 이 주소는 3가지의 구성 요소가 있는데 그 것은 Global Routing Prefix, Subnet ID, 그리고 Interface ID이다.
Global Unicast Address의 구성
아래 그림처럼 Global Unicast Address는 3가지로 구성된다.
그림에서 처럼 Global Unicast Address는 앞선 이진수 001 또는 prefix 2000::/3으로 시작하는데 이 것은 2000::/3부터 3fff::/16까지 사용할 수 있음을 의미한다. 첫 번째 hextet의 001은 동일하고 001x의 마지막 bit에 따라서 2 또는 3이 되는 것.
Global Routing Prefix: IPv4에서 사용되는 개념인 네트워크 부분과 호스트 부분 중 네트워크 부분이라 생각하면 된다. 대개 48bit를 사용하는 것을 권장한다.
Subnet ID: IPv4과 IPv6에서 가장 큰 차이점이 subnet ID라는 구성요소의 등장이다. IPv4에서는 호스트의 bit를 빌려서 subnet을 구성한다면 IPv6에는 별도로 subnet 구성을 위한 bit가 존재한다. 16bit로 구성되며 이론적으로 65,536 개의 subnet 생성이 가능하다. 하지만 all-0와 all-1의 사용은 권장하지 않는다. 더불어 prefix length의 정의는 IPv6에서 prefix의 길이 (network 부분)를 의미한다. 이는 Global Routing Prefix와 Subnet ID를 합친 것!
Interface ID: 128bit 중에서 48bit로 Global Routing Prefix를 사용하고 16bit는 Subnet ID로 사용하면 48bit가 남는다. 첫 포스트에서도 간략히 명시한 내용이지만 host ID로 명명되지 않은 이유는 한 호스트는 여러개의 interface를 가질 수 있기 때문이다.
Global Unicast Address의 수동 설정방법
Global Unicast Address를 설정하는 방법은 수동구성 그리고 자동구성 이렇게 두 가지로 크게 나뉜다. 우선 수동구성은,
Manual: IPv4에서 IP주소를 수동으로 설정하는 방법과 비슷하다. 사용할 interface에 IPv6 주소와 prefix length를 설정한다. 장비에서 설정하는 예시는 아래와 같다.
이렇게 설정 후 show run을 통해서 확인하면 interface 설정내에 no ip address라는 우리가 설정하지 않은 설정이 출력된다. 이 것은 IPv4 주소가 설정되지 않았음을 의미하며 같은 interface에 IPv4와 IPv6를 설정할 수 있는 dual stack이라는 것을 알 수 있다.
추가적으로 우리는 Global Unicast Address는 설정했지만 sh ipv6 interface brief라는 명령을 통해서 확인하면 Link-local address가 자동으로 추가되었음을 볼 수 있다. Global Unicast Address가 설정되면 자동으로 할당되는 주소이며 (FE80으로 시작) 이 Link-local address는 필수적으로 있어야 하며 다른 장비와 같은 링크안에서 통신을 하기 위해 사용되는 주소이다.
Manual + EUI 64: Cisco IOS 장비에서 사용하는 기본값인데 prefix와 prefix length를 설정하면 interface ID가 자동으로 할당되는 방법이다. 앞서 수동설정 방법과 명령어는 거의 유사하며 마지막 eui-64를 명시해주면 된다.
이렇게 명시하면 interface의 MAC 주소에 (48 bits) fffe라는 16 bits 정보가 추가로 삽입후 7번째 bit를 바꾸어 최종 64 bits의 interface ID를 생성하는데 단계별 과정은 아래와 같다.
IPv6 Unnumbered: point-to-point WAN 연결구간에는 IP를 명시적으로 할당하지 않아도 사용할 수 있다. IPv4에도 존재하는 개념이며 IPv6를 명시적으로 할당하지 않고 IPv6 처리가 가능하게 하는 기능. IPv4 환경에서는 IPv4 주소를 아끼기 위해 사용된 기능이나 IPv6에는 주소고갈에 대한 문제가 없다고 봐야하기에 이 기능은 제한적으로 사용된다.
Global Unicast Address의 자동 설정방법
Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC): Router Advertisement (RA)를 이용해 prefix를 포함한 Global Unicast Address를 생성하는데 interface ID는 임의로 생성한 64 bits의 주소를 사용하거나 EUI-64 프로세스를 통해 생성한다.
Stateful DHCPv6: IPv4의 DHCP와 유사한 방식이라 생각하면 되는데 DHCPv6 서버에서 Global Unicast Address를 할당한다. IPv4의 DHCP와 차이점이라면 default gateway address는 RA를 통해서 할당받는 점이다.
Reference: IPv6 Fundamentals: A Straightforward Approach to Understanding IPv6, 2nd Edition by Rick Graziani
