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IPv4 と IPv6 の比較

情報処理４０年　クリエータとしてＩＴに生きる

比較シリーズ第６弾

IPv4 (Internet Protocol version 4) と IPv6 (Internet Protocol version 6) は、インターネット上でデータを転送するための主要なプロトコルです。両者にはいくつかの重要な違いがあり、それぞれに長所と短所があります。以下に、その技術的な比較を示します。


IPv4

  • アドレス空間: IPv4は32ビットのアドレス空間を持ち、約43億のユニークなアドレスを提供します。これにより、インターネットが初期に急速に拡大した際に問題が発生しました。

  • アドレス表記: IPv4アドレスは、ドットで区切られた4つの10進数（例：192.168.0.1）で表されます。

  • NAT (Network Address Translation): IPv4アドレスが不足しているため、NATを使用して一つの公共IPアドレスを複数のプライベートネットワークデバイスで共有することが一般的です。

  • セキュリティ: IPv4にはセキュリティ機能が組み込まれていませんが、IPsecをオプションとしてサポートしています。

  • 移行状況: IPv4は長年使用されており、既存のインフラが広範に展開されています。

IPv6

  • アドレス空間: IPv6は128ビットのアドレス空間を持ち、約3.4×10^38のユニークなアドレスを提供します。これにより、事実上無限に近い数のデバイスがインターネットに接続可能です。

  • アドレス表記: IPv6アドレスは、コロンで区切られた8つの16進数（例：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）で表されます。

  • NATの必要性がない: IPv6では、広大なアドレス空間によりNATの必要性がほとんどありません。これにより、エンドツーエンドの接続性が向上します。

  • セキュリティ: IPv6はIPsecを標準としてサポートしており、データの認証と暗号化が可能です。

  • 移行状況: IPv6は導入が進んでいますが、完全な移行には時間がかかると予測されています。

技術的な違いと利点

  • アドレスの自動設定: IPv6は、Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) を使用してデバイスが自動的にIPアドレスを取得することができます。これにより、管理が簡素化されます。

  • 拡張ヘッダー: IPv6は拡張ヘッダーを使用して、データパケットに追加情報を効率的に付加することができます。これにより、ネットワークサービスの拡張が容易になります。

  • 効率化されたルーティング: IPv6の大規模なアドレス空間と階層的なアドレッシングにより、ルーティングの効率が向上し、インターネットの全体的なパフォーマンスが向上します。


IPv4（PPPoE）と IPv6（IPoE）とは？

そもそもIPv6とは？IPv4とは何が違う？


IPv4は、1990年代後半から使用されている従来型の接続方式。「Internet Protocol Version 4」の略称であり、IP のバージョン4にあたります。
IPとは、簡単に言えば「インターネット通信を行うためのルール」です。このIPが定めるルールの1つに、インターネッ ト接続に必要な「IPアドレス」の管理があります。IPアドレスとは、PCやスマートフォンなどのデバイスを識別する番号 のことです。郵便物（データ）を家（デバイス）に届けるためには、住所（IPアドレス)が必要、というイメージです。
IPv4で利用できるIPアドレスの数には限りがあります。近年、PCやスマートフォン、タブレット端末などが爆発的に普及し、1人2台以上を所有するケースも増加しました。そのため、IPv4では全世界で利用される端末を管理しきれない という課題が顕在化しました。 そこで誕生したのが、IPv6です。IPv6とは、「Internet Protocol Version 6」の略称で、IP（インターネットプロトコ ル）規格のバージョン6にあたります。
IPv4とIPv6にはさまざまな違いがありますが、いちばん分かりやすいのは「使用できるIPアドレスの数」です。

ipv4　ipv6　比較

IPv6の接続方式は「PPPoE方式」と新方式の「IPoE方式」の 2つが利用可能

もう一つ、IPv4とIPv6の大きな違いが、接続方式です。
IPv4で使われている接続方式は「PPPoE方式」。それに対し、 IPv6では従来方式である「PPPoE方式」と新方式の「IPoE方式」 の2つが利用可能です。 次に、それぞれを詳しく解説します。

PPPoEとは？

  •  IPv4で使用されるPPPoEとは「Point-to-Point Protocol over Ethernet」の略称。その名の通り、PPPをイー サネットに応用して接続する通信プロトコル（規格）の方式です。

  • PPPoE方式は網終端装置を中継するため、「トンネル方式」とも呼ばれています。また、PPPoE方式ではインター ネットに接続する際、中継ポイントにアクセスするために「認証ID・パスワード」の入力が必要です。

  • IPv4ではIPv4とこのPPPoEの組み合わせによってインターネット回線に接続。IPv4方式のWebサイトにのみ、 アクセスできます。

  • 前述の通り、PPPoE方式ではインターネットに接続する際に網終端装置を通過します。
    インターネットの利用者が 多くなるとデータ通信量も増加し、この網終端装置が混雑して渋滞してしまい、通信速度が遅くなるという課題が あります。

  • IPv6にも、IPv6とPPPoEの組み合わせによるIPv6(PPPoE)があります。しかし、IPv4には対応しておらず、通信速度は「IPv4(PPPoE)」と大差ありません。

IPoEとは？

  •  IPv6で使用されるIPoEとは、「Internet Protocol over Ethernet」の略称。電話回線を用いる接続技術をイー サネット上に応用させたPPPoE方式とは異なり、イーサネットの利用を前提として、プロバイダーを介してイン ターネットに直接接続する方式です。

  • PPPoE方式と違い、IPoE方式ではインターネットに接続する際、中継ポイントにアクセスするための「認証ID・ パスワード」の入力が不要です。そのため、IPoE方式は「ネイティブ方式」とも呼ばれます。。

  • IPoE方式はプロバイダーのネットワークに直接接続して通信するため、安定した高速通信が可能です。PPPoEと 比較し、中継ポイント（料金所）がなく、渋滞しにくい道路をイメージすると分かりやすいと思います。

  • 繰り返しになりますがIPv6はPPPoEとIPoEの両方が使用できます。ですので、「IPv6は通信が速い」というのは 厳密には正しくなく、正確には「IPv6 IPoE方式が速い」ということになります。

  • なお、IPoE方式はIPv6のIPアドレスを使用したWebサイトにのみ接続可能です。IPv4のIPアドレスを利用した Webサイトには、アクセスできません。

PPPoE接続　IPoE接続比較

IPv6 over IPv6のメリット・注意点 ここからは、IPv4 over IPv6を利用した場合のメリットについて解説します。 IPv6とIPv4 over IPv6の違い IPv6とIPv4 over IPv6との明確な違いは、IPv4へのアクセスや通信が可能かどうか、という点です。 IPv4 over IPv6の メリット IPv4 over IPv6のメリットは、以下の通りです。 メリット ① IPv6環境でもIPv4が利用できる（IPv4のみ対応のWebサイトにも接続可能） IPv4 over IPv6では、IPv6環境でもIPv4形式の通信パケットの利用が可能です。たとえば、 IPv6でインターネット回線に接続した場合、WebサイトがIPv4対応でも直前でIPv6からIPv4 へ自動変換されます。したがってIPv4、IPv6のどちらのWebサイトにもアクセスできます。 メリット ② 通信速度の改善に役立つ IPv4 over IPv6を利用する最大のメリットは、通信速度の改善に役立つことです。IPv6 環境で 通信することにより、アクセスが集中する終端装置を介さないため、通信速度がIPv4よりも改善 される場合があります。また、安定した通信を維持できるため、通信速度が遅いと悩む心配はあ りません。 NUROブランドの法人向けインターネット接続サービス「NUROアクセス」では、IPv4とIPv6のどちらも利用 可能な「デュアルスタック方式」を採用しています。またお客様オフィスからインターネットまでのネットワーク を1社で提供しており、中継ポイントがなく、安定した速度と接続が実現できます。 Copyright 2023 Sony Biz Networks Corporation 8 IPv4 over IPv6の利用には、提供しているプロバイダーや利用するルーターがIPv4 over IPv6に対応している必要 があります。IPv4 over IPv6に対応したルーターを選択する際は、契約するプロバイダーの接続方式とルーターの接 続方式を合わせることが必須であるため、プロバイダーからレンタルするのが確実です。 IPv4 over IPv6の通信技術は、「4rd/SAM」「MAP-E」「DS-Lite」の3つに分類されます。いずれも、IPv6とIPv4に 対応していますが、「4rd/SAM」と「MAP-E」はポート開放が可能なものの、「DS-Lite」はVNEによるNAT変換のた め、ポート開放はできません。 プロバイダーによって採用する通信技術が異なるため、必要に応じてオプションへの申し込みや追加料金の支払いな どが必要になるケースもあります。IPv4 over IPv6に切り替える際は、プロバイダーと対応ルーターの確認を忘れず に行いましょう。 次に、IPv4 over IPv6を利用する際の注意点と、よくある質問について解説します。 IPv4 over IPv6の注意点・よくある質問 提供しているプロバイダーと、対応ルーターは？ IPv4 over IPv6では、IPアドレスのほか、ポートも複数のユーザーと共有します。そのため、ポート開放は制限され、 割り当てられたポートのみを開放できます。 また、IPv4 over IPv6では固定IPが使用できないため、利用できる接続サービスも少ないです。それにより、これま で利用できたサービスでも、IPv4 over IPv6で利用できなくなるケースも少なくありません。 たとえば、VPS(仮想専用ネットワーク)などのPPTPや、Linux kernel・Solaris・AIXなどのOSを始めとするSCTP を利用するサービスは利用できないので、注意が必要です。広く利用されているWindowsやMacなどのOSは使用 できます。 ポート開放はどうなる？固定IPは利用できる？ Copyright 2023 Sony Biz Networks Corporation 9 いかがでしょうか。本コラムでは、IPv4 over IPv6技術の仕組みやメリット、サービスを選ぶ際の注意点について、さら にその正しい理解のために必要なIPv4（IPoE接続）とIPv6（PPPoE接続）のそれぞれの特徴と違いについて、解説し ました。 まとめると、以下のようになります。 NUROブランドの法人向けインターネット接続サービス「NUROアクセス」は、通信速度下り最大2Gbpsを実現する 高速インターネット接続サービスです。10Mbps以上の帯域確保が標準スペックになっており、高品質かつハイスペッ クでありながら、コストパフォーマンスにも優れています。 また、NUROアクセスではIPv6をデュアルスタック方式にてご提供。そのため、物理的な接続構成を変更することなく IPv4とIPv6双方のご利用が可能です。

まとめ

IPv4は依然として広く使用されており、既存のインフラとの互換性が高いですが、アドレス枯渇の問題に直面しています。一方、IPv6はより多くのアドレス空間と先進的な機能を提供しますが、移行には時間とコストがかかります。長期的には、IPv6がインターネットの成長と発展に不可欠な技術となるでしょう。

各プロバイダーはどちらを使用している

各インターネットサービスプロバイダー (ISP) が使用しているプロトコル（IPv4 または IPv6）は、その地域、サービス提供の状況、および技術的なインフラに依存します。以下に、一般的な状況と主要なプロバイダーの動向を示します。

一般的な状況

  • IPv4の利用: 多くのプロバイダーは依然としてIPv4を広く使用しています。これは、既存のインフラストラクチャがIPv4に基づいて構築されており、多くのデバイスやサービスがまだIPv4のみをサポートしているためです。

  • IPv6の展開: 多くのプロバイダーはIPv6の展開を進めています。IPv6対応のネットワークインフラを構築し、新しいサービスやデバイスでIPv6をサポートすることが一般的です。

主要プロバイダーの動向

  • 米国

    • Comcast: ComcastはIPv6の展開に積極的であり、多くの地域でIPv6をサポートしています。

    • AT&T: AT&TもIPv6をサポートしており、顧客にIPv6対応のサービスを提供しています。

    • Verizon: VerizonもIPv6の導入を進めており、多くの地域でIPv6を利用可能です。

  • 日本

    • NTTコミュニケーションズ: NTTコミュニケーションズはIPv6の導入を積極的に進めており、広範囲でIPv6をサポートしています。

    • KDDI: KDDIもIPv6をサポートしており、顧客にIPv6対応のサービスを提供しています。

    • ソフトバンク: ソフトバンクもIPv6を導入しており、IPv6対応のインターネットサービスを提供しています。

  • ヨーロッパ

    • Deutsche Telekom: ドイツのDeutsche TelekomはIPv6をサポートし、顧客にIPv6対応のサービスを提供しています。

    • Orange: フランスのOrangeもIPv6の導入を進めており、多くの地域でIPv6をサポートしています。

    • BT Group: イギリスのBT GroupもIPv6をサポートし、顧客にIPv6対応のサービスを提供しています。

まとめ

多くのプロバイダーは、現在もIPv4を使用していますが、IPv6の導入とサポートも進めています。具体的な使用状況や対応はプロバイダーや地域によって異なりますが、全体的なトレンドとしては、IPv6への移行が進んでいると言えます。プロバイダーのWebサイトやサポートセンターで、利用可能なプロトコルについての詳細情報を確認することをお勧めします。

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