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 IPv4アドレスがほぼ枯渇し、本格的なIPv6の導入が始まってから久しい。IPv6の基本仕様が作られたのは20年以上前になるが、IPv6を取り巻く環境は激しく変化しており、それに伴って新たな技術も登場している。IPv6の普及状況や基本的な仕組みに加え、OSの対応状況、企業に導入する際のポイント、5Gのコアネットワークで使われる最新技術「SRv6」などについて解説する。

 IPv6はIPv4で明らかになった課題を解決するために開発された。ここではIPv4とIPv6の主な違いを解説する。

膨大なアドレス数

 IPv6とIPv4の最大の違いは、アドレスの長さだ。もともとIPv6はIPv4アドレスが枯渇するという懸念から開発された。

 IPv4アドレスの長さは32ビットなので、その個数は2の32乗、つまり約43億個になる。これに対しIPv6アドレスの長さは4倍の128ビット。その個数は2の128乗になり、約340澗という見慣れない単位で表される。澗とは100京×100京という膨大な数を表す単位だ。

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IPv4とIPv6のヘッダー情報の比較
IPv4とIPv6のヘッダー情報の比較
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シンプルになったヘッダー

 IPv6とIPv4には、アドレス以外にも違いがある。

 IPv6ではヘッダーフィールドに標準で格納する情報を減らし、簡素化した。IPv4ではアドレスフィールド以外には10個のフィールドを定義している。IPv6では6個に減らした。

 重要な役割を果たすフィールドはIPv6にもそのまま引き継がれた。ただし名称や定義が変更されているものもある。例えばIPv4の「TTL」はIPv6で「ホップリミット」となった。

 一方、様々な機能を柔軟に追加するため、「拡張ヘッダー」を規定した。これは標準のヘッダーフィールドではなく、データ部に追加していく。例えば、IPsecを使うための情報を格納する認証ヘッダー(AH)などは拡張ヘッダーに入れる。

IPv6はプレフィックスの長さが固定

 IPv4アドレスとIPv6アドレスには、長さ以外にも構造や運用方法に違いがある。

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IPアドレスの構造の比較
IPアドレスの構造の比較
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 IPv4アドレスはネットワークを示すネットワーク部(プレフィックス)と、そこに所属するホスト(コンピューター)を示すホスト部の2つで構成されている。それぞれ可変長で、合わせて32ビットになるように設計する。ネットワーク部の長さを示す「サブネットマスク」と併せて使う。

 一方のIPv6アドレスは、前半の「プレフィックス」がネットワークを示し、後半の「インターフェースID」がネットワークに所属するホストを示す。役割はIPv4アドレスと同じだが、基本的にそれぞれ64ビット長と固定である点が異なる。ただし、インターネットレジストリやISPがもっと広い範囲のアドレスを配布する場面では、プレフィックスは64ビットより短くなる。