[네트워크] IPv4 VS IPv6 비교, 아직도 IPv4가 많이 사용되는 이유

1. IPv6가 등장한 이유

IPv4는 여전히 널리 사용되고 있지만, 주소 부족과 보안 문제로 인해 점점 IPv6로 전환되고 있다. IPv6는 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발되었다. IPv4는 32비트 주소 체계로 약 43억 개의 주소만 제공하지만, IPv6는 128비트 주소 체계를 사용해 사실상 무제한에 가까운 주소를 제공하기 때문이다. 

✅ 보안 문제

IPv4에서는 보안 기능이 기본적으로 포함되어 있지 않다(선택 사항). 그래서  IPSec(Internet Protocol Security) 같은 별도의 보안 프로토콜을 추가해야 한다. 반면 IPv6는 IPSec을 기본적으로 포함하고 있어서, 네트워크 보안성을 높일 수 있다. 또 헤더 구조의 차이도 있다 IPv6는  AH(Authentication Header)와 ESP(Encapsulating Security Payload)를 통해서 패킷의 인증, 무결성, 암호화를 보장한다. IPv4의 IPSec도 데이터 암호화와 인증을 제공한다, 하지만 운영체제나 네트워크 장비에서 지원 여부에 따라 다르게 구현될 수 있기 때문에 설정이 번거롭다.

✅ 네트워크 확장성 & 자동 설정
 
IPv6는 훨씬 많은(사실상 무한에 가까운) 주소 공간을 제공하는 것이 최고의 장점이다. 자동 주소 할당(Stateless Address Autoconfiguration, SLAAC)으로 설정이 간편하다. 또 IPv4에서는 DHCP 서버를 이용해야 하는 경우가 많지만, IPv6는 자체적으로 주소를 자동 생성할 수 있다.
 

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2. IPv4 vs. IPv6 비교

구분	IPv4	IPv6
주소 표현	점(.)으로 구분된 10진수 (예: 192.168.1.1)	콜론(:)으로 구분된 16진수 (예: 2001:db8::1)
NAT(주소 변환)	필요 (공유기에서 내부 네트워크를 위한 NAT 사용)	필요 없음 (공인 주소를 충분히 제공 가능)
자동 주소 설정	DHCP 필요	SLAAC 지원 (자동 주소 할당 가능)
패킷 크기 및 효율성	20바이트 헤더 (추가 필드 있음)	40바이트 헤더 (단순화됨)
QoS(서비스 품질)	제한	개선됨 (Flow Label 필드 추가)

 

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3. IPv4가 여전히 많이 사용되는 이유

우선, 기존 인프라 유지 비용 문제때문이다. IPv6를 도입하려면 네트워크 장비(라우터, 스위치 등)와 시스템을 업그레이드해야 하는데 비용이 많이 든다. 기업 환경에서는 IPv4 기반 네트워크를 IPv6로 완전히 전환하는 것이 쉬운 문제가 아니다.
 
또 IPv4 주소가 부족하지만, 공유기 같은 장비에서 요즘은 NAT(Network Address Translation)과 서브네팅으로 하나의 공인 IP를 여러 기기가 공유하도록 설정할 수 있기 때문에 IPv4 주소 부족 문제를 어느 정도 해결할 수 있다.
 
마지막으로로 IPv6는 IPv4와 직접적으로 호환되지 않는다. 그래서 IPv6로 완전히 전환하려면 이중 스택(dual-stack) 운영 방식 등을 도입해야 하므로 추가적인 관리나 비용이 발생한다. 아직까지도 많은 인터넷 서비스 제공업체(ISP, 통신사)들이 IPv4 기반의 서비스를 유지하고 있기 때문에 IPv6를 지원하지 않는 ISP도 많아서 현재까지는 완전한 IPv6 체제로 가기는 어려운 상황이다. 
 

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4. IPv4 서브네팅(Subnetting)이란?

서브넷팅은 IPv4 네트워크를 더 작은 네트워크(서브넷, Subnet) 로 나누는 과정이다. 왜 서브넷팅을 할까? 간단하게 IP 주소 낭비를 방지하기 위해서이다. 

예를 들어, Class C (255.255.255.0) 대역에서는 한 개의 네트워크에서 254개의 호스트를 사용할 수 있다. 하지만 어떤 부서에서는 20개, 다른 부서에서는 30개의 호스트만 필요할 수 있다. 만약 20개의 호스트만 필요한 곳에 서브넷팅을 하지 않고 전체 네트워크 254개를 할당하면 사용하지 않는 IP 주소가 낭비된다.
 
또 네트워크를 여러 개의 서브넷으로 나누면 브로드캐스트 트래픽을 줄일 수 있다. 이것은 곧 성능 우위를 의미한다. 서브넷이 작을수록 브로드캐스트 도메인이 줄어들어 네트워크 속도가 향상되기 때문이다. 보안 측면에서도 부서별로 서브넷을 나누면 다른 서브넷 간의 접근을 제한할 수 있어 보안이 향상된다.
 

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5. 서브넷 마스크

기본적인 서브넷 마스크는 IP 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 역할을 한다. 예를 들어, 255.255.255.0은 앞 24비트가 네트워크 부분, 나머지 8비트가 호스트 부분을 나타낸다. 이걸 CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 표기법으로 192.168.1.0/24라고도 쓴다.

✅ 서브넷 나누기 예시

• 기본 네트워크: 192.168.1.0/24
• 총 호스트 개수: 2⁸ - 2 = 254개 (브로드캐스트 및 네트워크 주소 제외)
• 작은 네트워크로 나누기 (/26)
  예: 192.168.1.0/26 (네트워크 비트 26개, 호스트 비트 6개)
• 각 서브넷당 호스트 개수: 2⁶ - 2 = 62개
• 가능한 네트워크 범위:
  192.168.1.0 ~ 192.168.1.63
  192.168.1.64 ~ 192.168.1.127
  192.168.1.128 ~ 192.168.1.191
  192.168.1.192 ~ 192.168.1.255
  
  정리하자면 IPv6는 미래를 위한 기술이지만, IPv4가 아직도 현실에서 많이 쓰이고 있다. NAT와 서브네팅 덕분에 IPv4를 계속 사용할 수 있는 환경이 유지되는 중이고, IPv6는 전환 비용과 호환성 문제로 인해 천천히 도입 중이다. 그래서 현재는 IPv4와 IPv6가 공존하는 이중 스택 환경이 많고, 점진적으로 IPv6로 전환하는 과정에 있다!

 

 
 
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