다양한 애플리케이션 향연을 보장하는 IPv6

[특집] 다양한 애플리케이션 향연을 보장하는 IPv6

 

출처 : 온더넷 7월호

 

IPv6 시대가 도래하면 무한대의 IP 어드레스 덕분에 다양한 경험이 가능할 것으로 보인다. 각양각색의 장비에서 인터넷에 접속할 수 있는 것은 기본이고, 보안이나 QoS 등 다양한 서비스를 보장받을 수 있다는 장점을 갖는다. IPv6 망 구축과 동시에 연구되고 있는 주요 이슈인 와이브로, 홈 네트워크, VoIP, 텔레매트릭스, RFID에서 IPv6는 어떤 역할을 하는지 알아본다.

김영미기자

 

무한개의 IP를 제공하는 IPv6 망의 특성에 따라 다양한 서비스를 활용할 수 있는 기회를 포착할 수 있게됐다. 현재 시점에서 미래의 서비스를 직접 사용해 보고 그 장점을 경험할 수 있다면, 사용자들은 IPv6에 대한 이해를 좀더 쉽게 할 수 있을 것으로 보인다. 현재 정부의 IT839 전략을 기반으로, 와이브로, 홈네트워크, VoIP, 텔레매틱스, RFID, BcN에서 IPv6가 어떤 역할을 하는지 자세히 알아본다. 이로서 IPv6의 장점을 누누이 설명하는 것보다는 쉽게 IPv6를 이해할 수 있을 것이다.

 

와이브로

 

와이브로(WiBro)는 무선 초고속 서비스(Wireless Broadband Service)의 약자로, 현재 가정에서 즐기고 있는 초고속 인터넷을 무선 영역으로 확장시켜, 언제 어디서나 자유롭게 인터넷 환경을 즐길 수 있도록 만들어준 서비스다. 기존의 이동 전화 기반 무선 인터넷 서비스는 서비스 지역과 이동성에서는 우수하지만, 서비스 요금이 높고, 전송 속도가 느리며 기대 이하의 품질과 불편한 인터페이스를 가지고 있어 사용자의 욕구를 완전히 충족시키지 못했다. 기존의 무선 LAN 서비스도 고속의 전송속도를 지원하고 있으나, 핫스팟 위주의 옥내 기반으로 구축돼 서비스 범위가 협소하고 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역 특성상 전파 간섭 등의 취약점이 많았다. 와이브로 서비스는 2.3GHz 대역의 주파수를 사용해 도심 지역에서 대중 교통 수단의 주행 속도의 이동성을 보장하고 현재 가정에서 사용하는 초고속 인터넷과 유사한 수준의 전송속도인 1Mbps∼3Mbps로 인터넷을 이용할 수 있다.

 

 

IPv6의 자동 어드레스 설정 기능 활용

 

따라서 와이브로의 이동성을 지원하기 위해 모바일 IP가 필요한데, 모바일 IPv6를 이용하면 다음과 같은 장점이 있다.

 

첫째, IPv6 체계로는 거의 무한에 가까운 어드레스를 만들어 낼 수 있다. 따라서 모든 이동 단말은 IP 어드레스를 가질 수 있고, 향후에는 더 많은 단말이 추가되거나 네트워크가 커져도 영향을 받지 않는다.

 

둘째, 자동 어드레스 설정 기능을 이용할 수 있다. 각 단말이 통신하기 위해서는 자신이 사용할 IP 어드레스를 얻어야 하는데, 이를 위해 별도의 프로토콜을 사용하지 않고도 자동으로 쉽게 어드레스를 얻을 수 있다. 따라서 이 기능을 이용하면 이동시에 접속을 관리하는 FA(Foreign Agent)가 필요없으므로 쉽게 자신의 위치 정보를 구성할 수 있고 편리하게 무선 접속을 할 수 있다. 

셋째, IPv6는 확장성이 뛰어나 IPv4에서 필수 사항인 FA가 필요없으므로, 망을 확장하거나 향후에 장비를 도입할 때에도 추가 비용이 발생하지 않으며, 홈 네트워크나 RFID 등의 대규모 서비스가 도입될 경우에도 이종 통신망 간의 연동이 쉽다.

 

넷째, 와이브로에서는 IPv6의 라우팅 최적화 기능을 이용할 수 있다. 기존의 모바일 IPv4에서는 선택적으로 라우팅 문제를 해결하는 기능을 이용할 수 있었지만, 모바일 IPv6에서는 기본적으로 라우팅을 효율적으로 하는 기능을 포함한다. 다섯째 보안 기능이 강화된다. IPv4에서 보안성을 유지하기 위해서는 별도의 프로토콜이나 프로그램을 이용해야 하지만, IPv6에서는 기본적으로 인증, 보안 헤더와 IPSec이 존재하므로, 쉽게 보안 기능을 이용할 수 있다. 

 

 

 

홈 네트워크

 

홈 네트워크 서비스는 가정내 PC를 비롯한 정보 가전기기를 유선 또는 무선의 네트워크로 연결해 인터넷과 데이터 공유, 스캐너와 프린터 등의 주변기기 공유와 상호 제어를 할 수 있는 서비스다. 이로써 인터넷이나 휴대용 정보 단말기를 이용해, 외부 네트워크에 접속해 시간, 장소에 구애받지 않고 자유롭게 가정의 TV, 냉장고, 에어컨, DVD 플레이어, 디지털 카메라 등의 디지털 가전기기를 원격으로 제어할 수 있다.

이같은 홈 네트워크로 구성된 디지털 홈 환경에서는 각 가전기기가 항상 접속할 수 있어야 하고, 양방향 서비스를 제공해야 하며, 독립적으로 수행할 수 있어야 한다. 따라서 모든 가전기기는 IP를 가지는 것이 바람직해 IPv6를 적용해야 홈 네트워크를 쉽게 구성할 수 있다. IPv6는 어드레스 자동 설정 기능이 있어, 가전기기나 네트워크에 접속할 때 별도의 어드레스 설정없이 바로 접속할 수 있다. 따라서 사용자는 복잡한 설정없이 가전기기를 설치하기만 하면 플러그 앤 플레이 기능으로 홈 네트워크에서 서비스를 이용할 수 있다.

 

 

인증받지 않은 사용자 접근 제어

 

홈 네트워크의 특성상 보안 기능 역시 매우 중요하다. 홈 네트워크 기기들로만 이뤄진 내부 네트워크 뿐만 아니라 외부 접속에 대해서도 철저한 보안 기능이 요구된다. 외부에서 인증 받지 않은 사용자가 가전기기들을 악의적으로 제어하거나 개인의 사생활 정보를 유출하는 등, 보안 기능이 완비되지 않은 홈 네트워크는 언제나 많은 위험 요소에 노출돼 있다. IPv6는 기본적으로 IPSec이라는 보안 기능을 탑재하고 있으므로, 보안 네트워크를 쉽게 구축할 수 있다.

홈 네트워크에 접속해서 서비스를 이용하기 위해서는 각 장비들은 이동성을 기본으로 지원해야 한다. 사용자는 언제 어디서나 서비스를 이용할 수 있어야 하기 때문이다. 모바일 IPv6를 이용하면, 이동성을 쉽게 지원할 수 있으며, 아무때나 접속할 수 있다. 또한 다수의 가전기기들이 홈 네트워크를 구성하고 있을 때에는 네트워크의 효율을 높이기 위해 라우팅을 최적화하는 것이 바람직하다. 라우팅을 효율적으로 하기 위한 별도의 프로토콜을 사용하지 않고도 IPv6를 이용하면, 효과적인 라우팅 기능을 구현할 수 있다. 또한 IPv6는 인접 장비와 서비스 탐지 기능을 기본적으로 제공할 수 있다. 네트워크가 스스로 장치와 서비스를 탐지해 통신한다는 것은 사용자 입장에서 보면, 그만큼 사용자가 서비스를 편리하게 이용할 수 있다는 것을 의미한다. 이런 기능은 Neighbor Discovery 프로토콜을 이용해 실현할 수 있다.

 

 

KOREAv6에서 홈 네트워킹 사례 시연

 

국내에서 IPv6가 본격적으로 홈 네트워킹을 지원한 것은 지난 2004년 7월부터다. KOREAv6 사업의 일환으로 국내 IPv6 망을 통합한 전국망을 활용해, 일반 이용자 대상의 IPv6 시범 서비스와 IPv6 장비와 서비스 시험을 운영해 10개의 시범 서비스에 35개의 기관이 참여해 2004년 12월 31일까지 진행됐다. 홈 네트워크 서비스와 관련한 KOREAv6 시범 서비스는 씨브이네트와 KTF가 있다.

씨브이네트는 896세대, 500여 명 규모의 FTTH 환경의 시범 아파트에 IPv6 VoD 서비스와 IPv6 웹 카메라 서비스를 제공하는 가정내 IPv6 시스템, 응용 서비스 도입과 이용 활성화 과제를 수행했다. 이 시범 서비스를 통해 사용자에게 IPv6를 이용할 수 있는 기회를 제공하고 VoD 서비스, 웹 카메라 서비스 등 가정의 네트워크 기기가 IPv6로 이뤄져 사용되는 다양한 서비스를 검증해 볼 수 있는 기회가 됐다.

KTF는 IPv6 모바일 홈 네트워크 시범망 구축과 시범 서비스 과제를 수행했다. IPv6 CDMA 시험망에서 PDA를 이용한 홈 네트워크 제어 시범 서비스와 IPv6 무선 LAN 환경에서 PC를 이용한 홈 네트워크 제어 시범 서비스, IPv6 WCDMA 시험망 환경에서 PDA를 이용한 홈 네트워크 제어 시범 서비스 등이 이뤄졌다.  서비스 이용자는 PDA 등의 모바일 단말기로 가정 내의 전등, 가스 밸브, 컨센트, 전동커튼 등 가전기기를 제어할 수 있었다. 이 시범 서비스를 통해 IPv6 기반의 홈 네트워크 상용화 기반을 마련하고 서비스를 검증하며 문제점과 해결방안을 도출해 낼 수 있을 것이다.

 

 

VoIP

VoIP는 PSTN처럼 회선에 근거한 전통적인 프로토콜이 아니라, 아날로그 멀티미디어 신호를 디지털 형태의 음성 정보로 변환 후 패킷으로 전송한다. 점차 PSTN이 사라지고 All IP 네트워크가 되면 실제 IP가 전화번호의 역할을 대신할 것이다. IPv4 환경에서 VoIP를 이용하면 어드레스 부족 문제뿐만 아니라 사용자 인증, 시그널링 메시지, 미디어 스트림에 대한 보안 문제와 NAT(Network Address Transration) 이용시 애플리케이션 적용 문제, 네트워크의 음질 저하 문제가 발생한다. VoIP에 IPv6를 적용하면 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.

VoIP 전화기가 많이 보급될수록 그만큼 많은 IP가 요구되므로 IPv6가 필요하다. 만약 IPv6를 이용하지 않고 NAT를 이용해 어드레스 부족 문제를 해결하면 NAT로 인해 VoIP 서비스에 문제가 발생한다. NAT는 대부분의 프로토콜이 통과하지 못하기 때문에, NAT 내부에 위치한 단말기에서 공인 네트워크로 패킷을 전송할 수 있지만, 공인 네트워크의 데이터는 NAT 내부로 전송될 수 없다. 이는 VoIP 뿐만 아니라 다른 인터넷 애플리케이션을 이용하는 것에도 문제가 된다. IPv6를 이용해 어드레스 부족 문제를 해결하면 NAT로 인한 문제는 쉽게 해결할 수 있다.

IPv4에서는 보안을 구현하기 위해서는 IPSec, VPN, SSL 등이 별도의 프로토콜을 이용해야 하지만 IPv6는 기본적으로 IPSec이 제공되므로 보안을 구현하기 쉽다. VoIP에서는 사용자의 ID와 패스워드 등이 포함되는 시그널링 메시지와 실제 미디어 스트림, 그리고 사용자 인증 부분에 보안이 필요한데, 이들 데이터들은 VoIP 서버와 단말기 간에 IPv6를 사용함으로써 쉽게 보호할 수 있다.

 

일정 수준의 QoS 유지해야 하는 VoIP 

 

VoIP 미디어 데이터는 실시간으로 처리돼야 하고 서비스마다 차별적으로 대역폭을 할당해 서비스를 이용하는 동안 일정한 수준의 QoS를 유지할 수 있어야 한다. IPv4에서는 QoS를 제공하기 위해 패킷의 헤더에 ToS(Type of Service)라는 8비트 필드가 규정돼 있으나 필드가 너무 작고 라우팅시 라우터에서 사용되지 않으며, 여러 가지 문제가 있어 실제로 사용되지 않는다. IPv6에서는 멀티미디어 데이터를 규칙적으로 전달할 수 있도록 고품질 경로를 설정하고, 데이터그램을 그 경로에 연관되도록 허용한다. 이는 고정 지연 시간내에 정보 전달을 보장하고, 데이터의 손실률을 자동으로 점검해준다. 또한 빈번한 라우터 변경을 피하도록 한다. 따라서 IPv4에서 문제가 됐던 네트워크의 음질 저하 문제를 비교적 간단하게 해결할 수 있다.

VoIPv6는 20004년 우리나라를 비롯한 일본, 유럽 등에서 관심을 가지고 다양한 애플리케이션 기술을 개발했다. 2003년 한국전산원은 VoIPv6 관련 기술들을 개발하고 VoIPv6 시범 서비스를 제공했는데, 이는 PDA가 무선 LAN 환경에서 VoIPv6를 이용할 수 있도록 SIPv6 기반의 VoIPv6 단말과 모바일 IPv6, 고속 핸드오프(Fast handoff) 등 여러 기술을 사용했다. 이미 2004년에는 IPv6 도입을 촉진하기 위해 KOREAv6 시범 서비스가 7월부터 시작돼 삼성전자 등 3개 업체가 VoIPv6 서비스를 수행했다. 이 시범 서비스는 IPv6를 이용한 IPv6 인터넷 서비스와 PDA형 단말을 이용한 화상 통화 기능 VoIPv6 서비스, 무선 LAN IP 폰, PDA형 단말을 통합한 VoIPv6 서비스를 제공하며, IPv6 기반의 유무선, 음성 데이터 통합 서비스 활성화에 기여할 것으로 보인다.

 

 

 

텔레매틱스

 

텔레매틱스 서비스는 통신(Telecommunication)과 정보자동화(Infomatics)가 조합된 말로, 휴대폰과 같은 통신 기술과 컴퓨터의 정보처리 기술을 연계해 제공되는 정보 서비스 체계이다. 하지만 일반적으로는 이동통신 네트워크를 이용한 자동차용 차세대 정보 제공 서비스를 의미한다. 텔레매틱스는 위치 확인 시스템과 무선 통신망을 이용해 자동차 운전자에게 교통 안내, 긴급 구난 정보를 제공하고 동승자에게 인터넷, 영화, 게임 등 인포테인먼트 서비스를 제공한다. 따라서 이전의 자동차 내비게이션과는 달리 양방향 통신을 지원하는 실시간 정보 서비스가 이뤄진다. 텔레매틱스 서비스는 자동차, 이동통신단말, GPS, 소프트웨어, 컨텐츠, 방송 등 다양한 산업 분야에 엄청난 파급효과를 미칠 것으로 예상된다. 

 

 

 

RFID

 

RFID(Radio Frequency Identification)는 전자칩을 부착하고 무선 통신 기술을 이용해 사물의 정보를 확인하고, 주변 상황의 정보를 감지하는 센서 기술이다. 정통부는 2004년 2월 u-센서 네트워크 구축 기본 계획을 통해 언제 어디서나 어떤 사물과도 정보를 주고 받는 유비쿼터스 네트워크 구현을 국가 전략으로 추진하게 됐는데, u-센서 네트워크 핵심 기술이 바로 RFID 기술이다. 현재 상용화돼 있는 RFID 태그는 생산에서 판매에 이르는 전 과정의 정보를 초소형 IC 칩에 내장시켜 이 정보를 근거리 무선 통신 등으로 활용하는 수준이지만, 앞으로 RFID 기술의 발전으로 기본적인 사물 인식뿐만 아니라 주변의 환경 정보를 탐지하고 얻은 정보를 네트워크를 통해 교환하는 USN(Ubiquitous Sensor Network)으로 발전할 것이다.

RFID 리더는 네트워크와 연결돼 정보를 처리하거나 인증하는 역할을 하므로, 각각 많은 수의 IP 어드레스를 필요로 한다. RFID 활용 서비스에 IPv6를 적용하면 향후 각종 응용 분야를 구현하기 쉬워진다. 또한 RFID는 앞으로 기본적인 사물 인식 정보뿐만 아니라 다양한 주변 상황 정보까지 전송하는 역할을 한다. RFID가 USN의 핵심 기능을 수행하기 위해서는 IPv6가 절대적으로 필요하다. IPv6를 적용함으로써 다수의 RFID가 IPv6 어드레스 체계를 가지고 개별적으로 정보를 전달할 수 있으며, 적절한 사용자만이 정보를 얻을 수 있는 보안 문제를 해결하기 쉽다. 또한 통신 과정에서 효율을 높이고 무선 통신에서의 장점까지 활용할 수 있다. 텔레매틱스나 홈 네트워크 등의 대규모 서비스와 연동하는데에도 IPv6가 효과적이다.

 

 

BcN

BcN(Broadband convergence Network)은 통신, 방송, 인터넷이 융합된 품질 보장형 광대역 멀티미디어 서비스로, 언제 어디서나 끊김없이 안전하게 이용할 수 있는 차세대 통합 네트워크다. 디지털 정보 기술의 발전으로 음성, 데이터, 영상, 멀티미디어 등 모든 형태의 정보는 디지털화되고 컴퓨터의 소형화, 다기능화, 컴퓨팅 파워의 증대 등으로 저비용, 대용량 정보 처리가 가능하다. 또한 네트워크 기술과 성능의 발전으로 그 적용 범위도 가전, 자동차, 영상, 컨텐츠, 센서 등 거의 모든 분야로 확대됐다.

IPv6는 기존의 인터넷 보다 보안성이 뛰어나고 이동성을 지원하는 QoS에 대한 고려가 가능하다. 이는 BcN이 추구하는 광대역 통합 망의 기본 기술이다. 모든 데이터가 BcN을 기반으로 전송된다면, 이동성과 품질은 IPv6를 이용해 쉽게 구현될 수 있다. 또한 BcN 환경에서 보안 침해가 일어날 경우에는 그 피해가 광범위하게 확산될 우려가 있으나 IPv6는 기본적으로 보안성이 뛰어나므로 이를 쉽게 해결할 수 있다.

향후 대부분의 네트워크는 IP를 수용하면서 인터넷은 모든 정보통신 서비스를 제공하는 종합 전달 망으로 성장할 전망이다. 그리고 IPv6는 음성, 데이터와 유선, 무선의 통합과 통신, 방송의 융합을 추진하는 BcN 구축의 기반이 될 것이다. All-IP 시대를 준비하기 위해서는 IPv6는 선택 사항이 아니라 필수 사항이 될 것이다