ネットワークにおけるIPv6アドレスとは?

IPv6 は Internet Protocol Version 6 の略です。これは、IETF (Internet Engineering Task Force) によって開始された IPv4 の高度なバージョンです。 IPv6 は、ますます多くの IoT デバイスが出現し、IP アドレスが枯渇した結果として誕生しました。 IPv6 の称賛に値する特徴の 1 つは、IPv6 によって生成されるアドレス空間の量です。 この記事では、ネットワーキングにおける IPv6 とは何か、IPv6 アドレスはどのようなものか、IPv6 の長所と短所について学びます。

ネットワークにおけるIPv6アドレスとは?

IPv6 は、インターネット上でデバイスを一意に識別する128 ビットの英数字アドレスです。 340 を超える無数の IP アドレスが生成されると推定されています。 IPv6 が使用するアドレス空間は、IPv4 が使用するアドレス空間の 4 倍です。 IPv6 アドレスは数字で構成されており、アルファベットはヘクセットと呼ばれる 8 つの数字のセットに分割されます。 各 hextet は 16 ビットを表し、コロン (:) で区切られます。 使用される数字は 0 ～ 9 の範囲で、A ～ F のアルファベットです。 これらは、000000000000 から 11111111111111 までの 2 進数を表します。これは、IPv6 アドレスがAC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D のように見える例です。

IPv6 アドレスの一部

IPv6 は 128 ビット アドレスであるため、次の 2 つの部分に分けられます。

• ネットワーク部分:ネットワーク部分は、アドレスの上位 64 ビットです。 ルーティングの目的で使用されます。
• ノード部分:ノード部分は、アドレスの下位 64 ビットです。 インターフェイスのアドレス部分を認識するために使用されます。

これらは、ネットワークにおける IPv6 の一部です。 ここで、コンピューターが IPv6 アドレスを読み取る方法を理解しましょう。

IPv6 アドレスのバイナリ コードへの変換

IPv6 アドレスの各文字は4 ビットを表します。 前に説明したように、IPv6 アドレスは0 ～ 9 の範囲の数字とAFのアルファベットで構成されます。 これらのアルファベットは、10 ～ 15 の 2 桁の数字を表すために使用されます。IPv6 アドレスをバイナリ言語に変換するには、4 ビットのヘクステット チャートが使用されます。

このチャートは、各ビットの値を表す数字で構成されています。 これは、表を使用してバイナリ言語に変換する IP アドレス – AC08:EB00:0000:0AED:5261:13BC:0012:352D です。 ヘクステットの各ビットは、1 または 0 として表されます。最初のヘクステットは AC08 です。 A の値は 10 で、C の値は 12 であることがわかっています。次に、ヘクステット チャートから合計すると 10、12、0、および 8 になる数字を見つけなければなりません。合計する数字は 8+2、8+4 です。 、0、および 8 は、それぞれ自身を表します。 同様に、合計するすべての数値は 1 で表され、残りの数値は 0 で表されます。

上記の IPv6 アドレスを使用して、最初の hextet を変換してみましょう。

したがって、AC08 の 2 進数は 1010110000001000 になります。同様に、このプロセスはすべての hextets で実行されます。

したがって、これは、IPv6アドレスが1010110000001000のように見えるもののバイナリ変換です。

IPv6 アドレスの種類

以下は、ネットワークにおける IPv6 の種類です。

• ユニキャスト アドレス:ネットワークの固有のインターフェイスを認識するアドレスのタイプです。 通常、単一の受信者または送信者を示します。
• マルチキャスト アドレス:データ パケットから情報を受信することだけを目的とした多数の IP デバイスを指します。
• エニーキャスト アドレス:異なるノードに属するデバイスは、エニーキャスト アドレスと呼ばれます。

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IPv6 パケットの構造

IPv6 パケットは、ヘッダー、1 つ以上の拡張ヘッダー、上位層のプロトコル データ ユニット (PDU)の 3 つの部分で構成されます。 上位層の PDU には、上位層のプロトコル ヘッダーとそのペイロード (ICMPv6 パケット、TCP パケット、または UDP パケット) が含まれます。

IPv6 のパケット ヘッダー

IPv6 ヘッダーは、次のコンポーネントで構成されます。

• バージョン:これは 4 ビットのフィールドで、値は 6 に設定されています。このフィールドは、パケットのバージョンを決定します。
• トラフィック クラス:これは 8 ビット フィールドです。 中間デバイスを介したデータ パケットの処理を担当します。 IPv4 と同様に、2 つの部分で構成されます。 最初の 6 ビットと最後の 2 ビットは、それぞれ DSCP と ECN と呼ばれます。
• フロー ラベル:フロー ラベルは 20 ビット フィールドです。 フローとは、送信元と宛先の間で交換されるパケットの配列です。 また、中間ルーターがデータ パケットをどのように処理するかについても説明します。
• ペイロード長:これは 16 ビットのフィールドです。 長さは最大 65,535 バイトです。 このペイロードの長さによって、拡張ヘッダーの長さが決まります。
• 次のヘッダー:このヘッダーは 8 ビット フィールドです。 このフィールドは、基本 IPv6 ヘッダーまたはプロトコル タイプ上位層 PDU に付随する最初の拡張ヘッダーのタイプを認識します。
• ホップ制限:このフィールドは 8 ビット長です。 これは、各データ パケットとともに送信される一連の値であり、データ パケットを取り囲むことを回避するための動機があります。 各 IP パケットに付加されている数値は、経路上で各ルーターを通過するたびに 1 ずつ減少します。 ホップ値が 1 に達するとすぐに、IP パケットは破棄されます。
• ソース アドレス: 128 ビット長のフィールドです。 これは、パケットの送信者のアドレスを意味します。
• 宛先アドレス: 128 ビット長のフィールドです。 これは、パケットの受信者のアドレスを意味します。
• 拡張ヘッダー:これは、IPv6 パケット構造の新しい概念です。 これは、ホップ バイ ホップ オプション ヘッダー、ルーティング ヘッダー、フラグメント ヘッダー、宛先オプション ヘッダー、認証ヘッダー、カプセル化セキュリティ ペイロード ヘッダーなど、めったに使用されないオプションで構成されます。

IPv6の特徴

ご存じのように、IPv6 アドレスはどのように見えますか。 以下に、IPv6 の特徴を示します。

• IPv6 はより大きなアドレス空間を持っています。
• これは、最新かつ最も単純化されたヘッダー形式で構成されています。
• その自動構成プロパティにより、サーバーが存在しない場合でも相互通信が可能になります。
• ネットワーク層にインターネット プロトコル セキュリティが実装されているため、IPv4よりも安全です。
• すべてのデバイスが固有のアドレスを持つエンド ツー エンドの接続性により、変換サポートは必要ありません。
• IPv6 は、ルーティングの決定を迅速に行う合理化されたヘッダーです。
• モビリティ機能により、モバイル デバイスへの接続を維持できます。
• IPv6 ヘッダーは拡張可能です。

IPv6 の特性は近い将来に資産になることが証明されているため、この記事ではさらに IPv6 の長所と短所について説明します。

IPv6 の長所と短所

上記のセクションでIPv6アドレスがどのように見えるかについて説明したように. ここで、IPv6 の利点を見てみましょう。

• それはより良いインターネット接続を持っています。
• 大量の複数のデータ パケットを一度に転送するのに十分効率的です。
• IPv6 には、インターネット プロトコル セキュリティによるセキュリティ サポートがあります。
• マルチキャストおよびエニーキャスト タイプのアドレスによるマルチルーティングが可能です。
• IPv6 はモビリティをサポートします。
• 優れたネットワーク構成を備えています。
• マルチメディア プラットフォーム間で優れたデータ フローを提供します。

IPv6 の欠点は次のとおりです。

• ヘッダー操作、デュアル スタッキング、トラフィック、およびモビリティに関するセキュリティ上の懸念。
• DNS サーバーの構成は複雑な手順です。
• IPv4 から IPv6 への移行は非常に高くつくことが判明しました。
• 長い IP アドレスを手動で入力するのは困難です。

したがって、これらは IPv6 の長所と短所でした。

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IPv4 に対する IPv6 の利点

これで、ネットワーキングにおける IPv6 とは何か、IPv6 アドレスはどのように見えるか、IPv6 の長所と短所について理解できました。 ここで、IPv4 に対する IPv6 の利点は次のとおりです。

• ISP の助けを借りて、効率的なインターネット ルーティングを提供します。
• IPv6 は、より高いセキュリティと優れたパフォーマンスを確保することで、エンド ツー エンドの透過性を提供します。
• エラーを修正するためにチェックサムが必要な IPv4 とは対照的に、IPv6 ヘッダーは、エラーを制御するトランスポート層にデータ パケットを直接接続します。 これにより、時間が節約され、高速なデータ パケット処理が可能になります。
• IPv4 と IPv6 の両方が Internet Protocol Security Suite によってサポートされているため、パケットの高度なセキュリティが保証されます。 しかし、IPv6 にはより優れたファイアウォールと、より高いセキュリティと機密性のためのサイト間などの認証モードがあります。
• ブロードキャストを使用する IPv4 とは異なり、マルチキャストを使用する IPv6 ではデータ フローが高速です。

IPv4 と IPv6 を一緒に

両方の IP バージョンには、長所と短所があります。 併用するメリットもあります。 このアプローチでは、コンピューターとルーターが両方のプロトコルを実行します。 主要なネットワーク ベンダーは、この種のアプローチをサポートしています。 デュアル スタック ネットワークと呼ばれます。 トンネリングとネットワーク アドレス変換は、両方の IP アドレスの使用が有益であることが判明した他のアプローチです。

IPv6 を使用するのは誰ですか?

Google が述べているように、IPv4 のグローバルな実装は 34% です。 アメリカでは46%と言われています。 インターネット サービス プロバイダーとキャリア ネットワークは、IPv6 の最初のユーザーの 1 つです。 Google、Yahoo、Amazon、Telcom、Comcastなどの大企業はデュアル スタック実装に移行し、Microsoft、CERNET、T-Mobileは IPv6 の使用に移行しました。 予算、複雑さ、および時間は、移行を決定する前に考慮すべき要素ではありません。

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IPv6 には長所と短所がありますが、IPv6 への移行は、IPv4 よりも IPv6 が優先されることを証明しています。 私たちのドキュメントが、ネットワーキングにおける IPv6 とは何かを理解する上で非常に良いガイドになったことを願っています。 質問や提案があれば、下のコメント セクションに残してください。