最近のすべてのインターネットユーザーは、IPv4とIPv6という用語に出会っているはずです。 あなたは人々がIPv6がIPv4より優れている、そしてそれが未来であると言うのを聞いたかもしれません。 しかし、IPv4とIPv6という用語は正確には何を表しているのでしょうか。また、後者が優れているのはなぜですか？ 同じ質問に困惑しているのであれば、IPv4とIPv6について説明し、インターネットプロトコルの世界をよく見てください。 しかし、最初に、インターネットプロトコルとは何かについて説明しましょう。
IPとは
インターネットプロトコルまたはIP は、ネットワーク境界を越えてデータグラムを中継するためのインターネットプロトコルスイートの分野における主要な通信プロトコルです 。 インターネットプロトコルには、世界中のさまざまなデバイス間のインターネットワーキングを可能にするルーティング機能があり、事実上、私たちがインターネットと呼ぶネットワークを確立します。 IPは、ホストのアドレス指定、データグラムへのデータのカプセル化、および1つ以上のIPネットワークを介して送信元ホストから宛先ホストへのデータグラムのルーティングを担当します。 リーマン用語では、IPには、あらゆるネットワークスペクトルでデータを転送する際に従う必要がある一連の規則とガイドラインが含まれています。
IPv4とIPv6：それらはどういう意味ですか？
インターネットプロトコルバージョン4（IPv4）は、インターネットプロトコル（IP）の4番目のバージョンです 。 それは最初1983年にアルパネットで生産のために展開されて、それ以来今日インターネットのトラフィックの大部分をルーティングするために成長しました。 IPv4は、パケット交換を利用するネットワーク上で実装されているコネクションレス型プロトコルです。 ベストエフォート型の配信モデルで動作します。つまり、現在のトラフィック負荷に応じて、不特定の可変ビットレートと配信時間が得られます。 配達を保証するものではなく、適切な順序付けや重複配達の回避を保証するものでもありません。
インターネットプロトコルバージョン6（IPv6）は、インターネットプロトコルの最新バージョンであり、IPv4への差分更新です。 基本的に、IPv6はパケット交換インターネットワーキングのためのインターネットレイヤプロトコルであり、プロトコルの前のバージョンで開発された設計原則に密接に準拠して、複数のIPネットワークにわたるエンドツーエンドのデータグラム伝送を提供します。 IPv6は、1998年12月に公開されたインターネット標準文書RFC 2460で最初に正式に記述されましたが、2006年後半からデバイス上で存在し始めました。
IPv4とIPv6：細かい違い
| IPv4 | IPv6 | |
|---|---|---|
| 住所 | 32ビット（4バイト） 12：34：56：78 | 128ビット（16バイト） |
| 例 | 12：34：56：78 | 1234：5678：9abc：def0：1234：5678：9abc：def0 |
| パケットサイズ | 576バイトが必要、断片化はオプション | 断片化なしで1280バイトが必要 |
| パケットの断片化 | ルーターと送信側ホスト | 送信ホストのみ |
| パケットヘッダ | QoS処理のためのパケットフローを識別しません チェックサムを含みます オプションを含む 最大40バイト | QoS処理のためのパケットフローを指定するFlow Labelフィールドが含まれています チェックサムを含まない オプションのデータに使用される拡張ヘッダー |
| DNSレコード | 住所（A）レコード ホスト名をマップする ポインター（PTR）レコード IN-ADDR.ARPA DNSドメイン | 住所（AAAA）レコード ホスト名をマップする ポインター（PTR）レコード IP6.ARPA DNSドメイン |
| アドレス設定 | 手動またはDHCP経由 | インターネット制御メッセージプロトコルバージョン6（ICMPv6）またはDHCPv6を使用したステートレスアドレス自動設定（SLAAC） |
| IPからMACへの解決 | ブロードキャストARP | マルチキャストネイバー送信請求 |
| ローカルサブネットグループ管理 | インターネットグループ管理プロトコル（IGMP） | マルチキャストリスナーディスカバリー（MLD） |
| 放送 | はい | いいえ |
| マルチキャスト | はい | はい |
| IPSec | オプション、外部 | 必須 |
なぜIPv6が必要なのか
IPv4では、インターネットアドレスに32ビットしか使用されていません。 これが本質的に意味するのは、IPv4が合計で最大2 ^ 32の IPアドレスをサポートできることで、これは4, 294, 967, 296 （42.9億）に相当します。 これは大きな数のように思えますが、インターネットに接続するデバイスの推定数は200億を超え、そしてその数は日々増加しているようです。 そのため、あらゆるデバイスのIPアドレスは特定かつ一意である必要があり、ユーザー数の増加に伴い、IPv4アドレスが不足しています。
一方、IPv6では、128ビットのインターネットアドレスを使用しています。 これは、プロトコルが合計で最大2 ^ 128の IPアドレスをサポートできることを意味します。これは、およそ340, 282, 366, 920, 938, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000になります。 百三十八のseptillion）（はい、それは正しいです！） 基本的に、IPv6標準は、インターネットを非常に長い間運用可能に保つのに十分すぎるほどです。
IPv6の利点
IPv6は、利用可能なアドレス数の増加とともに、さらに追加された利点とともにもたらされます。 IPv6の助けを借りて、以前はIPv4アドレスがないためにグローバルアドレス空間の割り当てを節約するために使用されていたネットワークアドレス変換（NAT）の必要性がなくなりました。 さらに、IPv6では、より優れたマルチキャストルーティングとともに、プライベートアドレスの衝突の可能性も排除されています。
IPv4標準と比較して、IPv6はより単純で効率的なルーティングを可能にする、より単純なヘッダーフォーマットを持っています。 それはまた、「フローラベリング」とも呼ばれるサービス品質（ＱｏＳ）の向上をもたらす。 忘れないことですが、IPv6には独自の認証とプライバシーのサポートが組み込まれており、拡張機能をサポートする柔軟なオプションがあります。 全体的に見て、IPv6では管理も容易になり、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）に別れを告げます。
IPv4からIPv6へ：スイッチ
IPv4の枯渇は数年前に予測されていました。 1993年に、クラスレスドメイン間ルーティング（CIDR）が導入されました。これは後にネットワークアドレス変換（NAT）の広範な使用に置き換えられました。 どちらの方法でもうまくいきましたが、IPv4アドレスの枯渇を遅らせるための一時的な手段にすぎませんでした。 基本的に、IPv6への切り替えは必要ですが、進歩は遅れています。 スイッチを作るために、ソフトウェアとルーターはより高度なネットワークをサポートするために変更を必要とします、そしてそれは時間とお金がかかります。
2014年現在、 IPv4は依然として全世界のインターネットトラフィックの99％以上を伝送しています。 Standards Trackプロトコルとしての10年にわたる開発と実装の歴史にもかかわらず、IPv6の一般的な世界規模での展開はゆっくりと増えています。 2017年7月22日現在、IPv6でGoogleのサービスにアクセスしているユーザーの割合は初めて20.1％に達し、地域ごとに大きく異なりますが、年間約7.2％で増加しています。 デバイスがIPv6標準を採用している間、IPv6に切り替えるネットワークプロバイダの数はまだかなり少ないです。 それまでの間、IPv4とIPv6は実質的にパラレルネットワークとして動作しますが、これらのプロトコル間でデータを交換するには特別なゲートウェイが必要です。
IPv4とIPv6：避けられない変化
IPv4アドレスの欠如はここにあります、しかしありがたいことに、私たちはIPv6を持っています。 2 ^ 32アドレス（正確な数をもう一度引用するつもりはありません）では、IPv6標準は簡単に時間の試練に耐えるはずです。 最新のデバイスはすべて標準としてIPv6を搭載しています。たとえまだ気付いていなくても、すでにIPv6に切り替えられている可能性があります。 IPv6への切り替えは必要かつ避けられないことです。 あるいは、正直なところ、あなたの周りの機器やあなたのISPはすでにそれに切り替えていることを考えると、あなたも切り替えをするでしょう。
それで、IPv4とIPv6の対比についての説明はこれだけです。 以下のコメント欄で、インターネットプロトコルの世界で次に大きなことについて考えてください。
