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IPv6(アイピーブイ6、アイピーバージョン6、Internet Protocol Version 6)とはインターネットプロトコルの次世代版 (Version 6) となる通信プロトコルである。

現在、主流のIPv4にかわるものとして、それまで最大 2³²(= 4 294 967 296 )個であったIPアドレスを 2¹²⁸(= 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456)個まで使えるようにしたのが大きな特徴である。つまり約340澗(340兆の1兆倍の1兆倍)個のアドレスが使えるようになる。

◆ 現在の状況

日本国内では、一部のISPによって商用・実験サービスが開始されているほか、NTT東日本及びNTT西日本によって、一部のフレッツ網で利用されているNTT西日本のフレッツ光プレミアム及びv6アプリの個別契約、NTT東日本のフレッツ・ドットネットの個別契約、並びに平成19年2月24日以降、新規開通したBフレッツに割り当てられる。また、準備が整いしだいNTT東日本の既存BフレッツユーザにもIPv6が割り当てられるようになる。。現在IPアドレスが足りているアメリカではIPv6について消極的と言われていたが、アメリカ国防総省によるIPv6化宣言により、アメリカにおいてもIPv6化が進むことが期待されている。

また今後、IP放送、IPテレビ電話及びIP電話等のエンドユーザサービスにIPv6を採用することが進むとも考えられ、そのようなIP上の専用サービスがIPv6の普及の牽引役となることも期待される。

◆ 背景

IPv6が誕生した背景には、急速にインターネット利用機器の増加した中国及びインド等、アジア諸国における深刻なIPv4アドレスの不足(IPアドレス枯渇問題)が一番の原因と指摘されていた。

また、IPv4では十分な固定アドレスの割り当てを受けるのが難しいことから、末端サイトにおいてはNAPTの利用が常態化し、P2Pアプリケーションの利用に制約が出たり、VPNでサイト間を接続する際にプライベートアドレスが衝突したりするといった弊害が起きていた。

さらに、IPv4アドレスは需要の増大とアドレス空間の逼迫により細切れに割り当てられているため、バックボーンにおけるルーティング情報が激増し(経路表爆発問題)、性能の限界が懸念されていた。

このような問題を解決するため、IPv4の基本的な概念を踏襲しつつ、広いアドレス空間に基づいた新しいネットワークプロトコルの開発の必要性が認識され、IPv6が生まれることとなった。

◆ IPv6導入のメリット

一般に言われているIPv6導入のメリットとしては以下のようなものがあげられている。

・事実上無限の数のIPアドレス

  ・アドレス枯渇を心配しなくてよくなる。実際には有限(2¹²⁸個)であるが「その辺の石ころにも個別に割り当てることができる」ぐらい有り余っている。同時に、IPマスカレード(NAT/NAPT等)を使わずに済むので、全ノードがグローバルな接続性を持ち、直接接続が可能になる。これによって、P2Pアプリケーション(IP電話、インスタントメッセンジャー及びネットワークゲーム等)の利用が容易になり、またNATの設定等に気を遣わなくて済むようになる。

  ・実際にOCNによるIPv6サービスでは、月額300円で/64のネットワークブロックを2ブロック提供するサービスを実施している。このサービスを受けることで、理論的には300円の月額で、一人あたり約43憶の32乗(IPv4におけるIPアドレスの総数の32乗)ものアドレス空間をもつネットワークブロックを2つ取得することができる。

・ IPsecによるIPレイヤでのend to endセキュリティの確保にあっては、ユーザ認証、パケットの暗号化及びなりすまし防止等がサポートされた。これらはIPv4を使う環境では上位レイヤ (SSL) 等で補完しなければならなかった機能である。

・ 管理者に負担をかけないIPアドレスの自動設定

  ・ DHCPサーバがなくても、ホストには自動的にIPアドレスとデフォルト経路が設定される。

・ アドレスの集約による基幹ルータでの経路表サイズの抑制

  ・ 新たにIPv6の接続を持つとき、ISPの持っているIPv6アドレス(プリフィックス)を切り出してユーザーに渡す。これによって、新しいIPv6サイトが増えたとしてもバックボーンに対して公告する経路情報は増えず、基幹ルータで保持する経路表の大きさが抑えられる。その一方で、アドレスブロックの可搬性がなくなる、複数のISPと契約した時にどのアドレスをどのように使うかを考慮しなければならない「マルチホーム」問題も発生する。

・ 固定長ヘッダ

  ・ IPv6の基本的なヘッダは固定されているため、ルータの負荷を低減できるなどATM等の固定長パケットネットワークに共通な利点を享受しつつ、また拡張性も保つ。

・ エラー検出

  ・ IPv4ではレイヤ3 (IP) で各ルータのホップ毎に行われていたエラー検出をIPv6では廃止し、レイヤ4(TCPv6/UDPv6等)以上の上位層で、エンドツーエンド (end-to-end) でエラー検出を行うこととされた。これにより前項と同じくルータの負荷低減等が期待される。

◆ IPv6導入のデメリット

・ IPv4では、NATやIPマスカレードの必要性から中継機を介して間接的にインターネットと接続した結果、「インターネット側から具体的なホストが見えない」という点(= 匿名性)がセキュリティ上都合が良い場合も多く、これらが取り払われるIPv6では、代替策をユーザや企業が考えなければならないもっとも、単にsyn等の接続パケットをドロップするだけならパケットフィルタを設定すれば済むし、半固定IPアドレスになるというのはISPの問題である。。

・ ユーザのIPプロトコルに対する認識度が低く、IPv6に移行するメリットが見出だしにくい(もっとも、エンドユーザが選択するのはプロトコルではなくてエンドサービスである)。

・ IPv4と似たプロトコルではあるものの、互換性がないため、ルータの取替えや新しいソフトウェアの開発・導入などで追加投資を免れない(しかし、機材の更改で徐々に展開するとも言える)。また、移行期間では両方のプロトコルをサポートしなければならない(これが最大の問題とも言える)。

・ IPv6のバックボーンはまだIPv4ほど充実していない。また、末端ユーザー/サイトのIPv6接続はほとんどの場合IPv4によるトンネリングである。そのため、IPv6で接続するとかえって通信性能が低下する場合が多い。また、IPv6での接続に失敗することもままあり、その場合IPv4にフォールバックすることになるが、最初からIPv4で接続していれば不要であったはずのタイムラグが生じてしまう。

・ 前項とも関連するが、現状のIPv6ネットワークはトンネリングやDNSなどをIPv4に依存しているため、IPv6を導入しても管理の手間が増えこそすれ、耐障害性が増すわけではない(IPv4がダウンすればIPv6もダウンしてしまう)。

・ アドレス空間が広いことと、MACアドレスによる自動設定のため、逆引きの管理が困難であり、逆引きを要求されるケースで困ることがある(逆引きできないホストからの接続を拒否するサーバなど)。

・ 技術面や運用面でまだ不確定な要素が多い(サイトローカルアドレスの廃止、エニーキャストアドレスの見直しとDHCPv6の再検討、逆引きの問題など)。

◆ IPv6 のアドレス

◇ IPv6 のアドレス構造

IPv4とIPv6の最も大きな違いは、そのネットワークアドレスの長さにある。従来までのIPv4が32ビットであったのに対し、IPv6は128ビットである。

IPv6のアドレスは、前半部と後半部に分けられて管理される。前半はネットワーク・プレフィックスと呼ばれ、後半はインタフェースIDと呼ばれる。インタフェースIDは一意性を得るためにMACアドレスから生成されるEUI64フォーマットが使用されることが多いが、必ずこの形式を使わなければならないということではない(特に、サーバでは手動で静的に設定されることが多い)。

アドレスの一意性は最終的にはDuplicate Address Detection (DAD)という仕組みで保証される。

◇ IPv6 のアドレス表記

従来のIPv4では、2進数で表記された数値を8ビット単位でドット(.)で区切り、10進数表記する。

[外部リンク]例 172.255.31.1

IPv6では、128ビットを表記する際、IPv4と同様の表記では冗長になりすぎるため、16進数で表記された数値を16ビット単位で、コロン (:)で区切って表記する。

[外部リンク]例 3ae3:90a0:bd05:01d2:288a:1fc0:0001:10ee

この方法でも、まだ冗長であるため、以下のルールが適用される場合がある。

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