オンラインで時間を過ごしたことがある人なら、「IP アドレス」という言葉を聞いたことがあるでしょう。 IP アドレス、またはインターネット プロトコル アドレスは、インターネットに接続されている各デバイスの一意の識別子です。これは、自宅の住所が特定の家を見つけるのに役立つのと同じように、デバイスがお互いを見つけて通信するのに役立ちます。
最も一般的な IP アドレスのタイプは IPv4 で、1980 年代に作成されました。これは何十年もの間標準でしたが、インターネットに接続する人やデバイスが増えるにつれて、利用可能な IPv4 アドレスが不足しつつあります。
この不足に対処するために、IPv6 と呼ばれる新しいバージョンが開発されました。 IPv6 は IPv4 を置き換えるように設計されており、はるかに大きなアドレス プールを提供します。この記事では、IPv4 の特徴を探り、IPv6 と比較し、IPv6 の利点について説明し、IPv4 から IPv6 への移行に時間がかかる理由を理解します。
IPv4とは何ですか?またその問題点は何ですか?
前に述べたように、インターネット プロトコル バージョン 4 (IPv4) は、最も一般的に使用されるタイプの IP アドレスです。このプロトコル バージョンは、約 42 億 9,000 万の一意の IP アドレスを許可する 32 ビット アドレス スキームを使用します。
これは、32 ビット アドレスの各ビットが 0 または 1 の 2 つの可能な値を持つことができるためです。これは、可能な一意のアドレスが 2^32 個、つまり上記の数である 42 億 9,000 万個あることを意味します。
ただし、1980 年代のインターネット ユーザー数と比較すると、一意の IPv4 アドレスが不足しつつある理由が簡単に理解できます。さらに、これらのアドレスの一部は、プライベート ネットワーク (10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、および 192.168.0.0/16)、マルチキャスト アドレス、その他の特別な使用例などの特定の目的のために予約されており、使用可能な一意のアドレスがさらに減少します。
さらに、IPv4 では、パケットの断片化 (データ パケットをネットワーク パスに適合する小さなパケットに分割すること) がルーターによって処理されるため、ネットワークの負荷が増大し、データ送信が遅くなり、ひいてはネットワーク速度が低下する可能性があります。
最後に、IPv4 ではブロードキャストが必要です。つまり、デバイスがデータを必要とするかどうかに関係なく、ネットワーク上のすべてのデバイスにデータが送信されるため、ネットワークがさらに混雑し、非効率が生じます。
IPv6とは何ですか?
IPv4 について十分に理解できたところで、IPv6 とは何でしょうか? IPv6 は 1998 年の IPv4 から間もなく開発されましたが、IPv4 はまだ IP ニーズをカバーするのに十分だったため、2012 年に最終的にリリースされるまで、IPv6 に取り組み、開発する時間は十分にありました。 2017 年に、IPv6 はインターネット標準となり、数年かけてゆっくりと一般ネットワークに統合されました。
とはいえ、IPv6 はまだ主流になっていませんが、なぜこれほど時間がかかるのかについては後ほど説明します。本題に戻ります: IPv6 とは何ですか?すでにご想像のとおり、IPv6 は Internet Protocol Version 6 の略です。IPv6 作成の主な目的は、一意の IPv4 アドレスの枯渇を解決することでした。
その点で、IPv6 は 128 ビット アドレスを使用します。これは、IPv4 と同様に、そのアドレスの各ビットに 2 つの変数があり、128 ビット長であるため、結果として 2^128 または 340 アンデシリオン (34 とその後ろに 37 のゼロ) の一意のアドレスが得られます。
この途方もない数字を大局的に考えると、毎秒 10 億の IPv6 アドレスを生成すると、アドレス空間を使い果たすまでに 10 兆年以上かかります。これは現在の宇宙年齢 (138 億年) の 700 倍以上です。
IPv6 が実装されれば、このタイプの IP アドレスが不足することはないと言えます。モバイル デバイスやスマート家電など、すべてに IP アドレスが必要なモノのインターネット (IoT) のニーズを将来にわたって保証するだけでなく、IPv6 には他にも多くの利点があります。
IPv4 と IPv6
「IPv4 とは何ですか?」 「IPv6って何？」 IPv4 と IPv6、および IPv4 と IPv6 の違いについて説明しましょう。
IPv4 と IPv6 は、ネットワーク上のデバイスを識別するために使用される必須のインターネット プロトコル バージョンであり、両方とも クラスレスドメイン間ルーティング (CIDR) 効率的なアドレス管理のために。 CIDR は、ネットワーク管理者が IP アドレスをより柔軟に割り当て、特定のネットワークのニーズに合わせてプレフィックス長を調整できるようにすることで、従来のクラスベースのシステムを強化します。たとえば、IPv4 では、192.168.1.0/24 のようなアドレスは、24 ビットがネットワークに使用され、8 ビットがホスト アドレスに残り、実質的に 256 個の一意のアドレスが許可されることを示します。同様に、IPv6 では、2001:db8::/64 などのアドレスがネットワークの最初の 64 ビットを指定し、デバイスに対して膨大な数のアドレスを使用できるようにします。 CIDR を採用することで、IPv4 と IPv6 はどちらもアドレス空間の使用を最適化し、ルーティングを簡素化し、増大するインターネットの需要に対応できるため、最新のネットワーク インフラストラクチャにとって不可欠なものとなっています。
IPv4 と IPv6 の主な違いは、IPv6 では利用可能な膨大な数の IP アドレスが提供されることです。これが、IPv6 の開発の主な目的でした。ただし、このタイプの IP アドレスは、以前の問題もすべてカバーします。まず、IPsec がプロトコルのコア部分として統合されているため、IPv6 のセキュリティを確実に確保でき、次のようなサイバー攻撃に対する保護が強化されます。 中間者 またはパケットスニッフィング攻撃。
IPv4 使用時にルーターによって処理されるパケットの断片化については、IPv6 では送信デバイスによって断片化が処理されるため、ルーターの複雑さとオーバーヘッドが軽減され、効率が向上します。
IPv6 は、IPv4 のようにこのタイプの IP アドレスを割り当てるために DHCP (動的ホスト構成プロトコル) サーバーを必要としないため、コスト効率も高くなります。これは、IPv6 が SLAAC (ステートレス アドレス自動構成) をサポートしているためです。これにより、デバイスは、DHCP サーバーを必要とせずに、接続するネットワークに基づいて IP アドレスを自動的に生成できます。
IPv4 と IPv6 のもう 1 つの違いは、IPv4 のブロードキャストです。これがネットワークの輻輳と非効率を引き起こします。 IPv6 では、データを必要とする特定のデバイスにのみデータを送信するマルチキャストによってこの問題が解決されます。これにより、IPv6 は、特に多数のデバイスを抱える企業やビジネスにとって、よりスケーラブルで効率的なタイプの IP アドレスになります。
最後になりますが、IPv4 に対する IPv6 の大きな利点は、IPv6 にはネットワーク アドレス変換 (NAT) が必要ないことです。この機能は、このタイプの IP アドレスが不足しているため、IPv4 アドレスに追加されました。これにより、プライベート ネットワーク上の複数のデバイスが単一のパブリック IPv4 アドレスを共有できるようになります。
これは IPv4 には必要でしたが、同時に透明性が低下し、複雑さが増し、エンドツーエンド接続を必要とするアプリケーションに干渉することになりました。ただし、IPv6 の膨大な数の IP アドレスには NAT が必要ないため、オンライン ゲーム、Voice over IP (VoIP)、およびビデオ会議の接続がより高速で信頼性が高くなります。
アドレス指定形式、範囲、クラスなど、IPv4 と IPv6 についてさらに詳しく知るには、 サブネットマスク、およびその他の関連概念については、この包括的なリファレンスを確認してください: [PDFへのリンク]
なぜ現在 IPv6 が使われていないのでしょうか?
IPv6 と IPv4 の利点は明らかですが、なぜまだ IPv6 に移行していないのかという疑問が生じます。そうですね、インターネット全体をある種類の IP アドレスから別の種類の IP アドレスに移行するのはそれほど簡単ではありません。とはいえ、他にもたくさんの理由があるので、それについて話しましょう。
インフラストラクチャのコスト
あらゆる種類の変更、特にこの規模の変更に伴う問題はコストです。 IPv4 から IPv6 への移行も同様です。サーバー、ルーター、スイッチなど、ほぼすべての種類のシステムは IPv4 をサポートするように設計されています。現在、ほとんどの新しいシステムが IPv6 をサポートしていますが、企業やインターネット サービス プロバイダー (ISP) は、絶対に必要になるまでインフラストラクチャをアップグレードして IPv6 を完全にサポートすることに消極的であり、最終的に規制が変更された場合にはそうすることが義務付けられます。
たとえば、米国最大の ISP の 1 つである同社は、IPv6 を完全に統合するまでに 6 年以上かかりました。Comcast は財務数値を明らかにしませんでしたが、インフラストラクチャの大規模な見直しを報告しました。
互換性とレガシー システム
IPv4 から IPv6 への移行を妨げている重要な問題の 1 つは、世界のネットワーク インフラストラクチャのかなりの部分が IPv6 導入前に構築され、レガシー システムで実行されているということです。インフラストラクチャは別として、多くのアプリケーションやソフトウェアも IPv4 で構築されており、まだ IPv6 をサポートしていないため、この変更はさらに不利なものとなっています。
とはいえ、私たちは、動的 IP アドレス割り当て、NAT、および IPv4 タイプの IP アドレスを再利用するその他の方法を通じて、IPv4 による現在の IP 枯渇に対する多くの回避策を開発してきました。また、これにより、ほとんどの企業や ISP は、IPv6 がまだ機能しているため、IPv6 への移行を控えるようになっています。
ゆっくり、でも確実に
先に述べた理由にもかかわらず、私たちはシステムに IPv6 を着実に導入しています。ただし、少し遅いです。 IPv6 タイプの IP アドレスへの移行にかかる時間と経済的コストに対する一時的な解決策の 1 つは、デュアル スタック アプローチです。現在、ほとんどのネットワークとデバイスはデュアル スタック アプローチで動作しており、IPv4 と IPv6 の両方のタイプの IP アドレスをサポートしています。
これにより全体が若干複雑になりますが、IPv6 をゆっくりと導入しながら、IPv4 の使用を継続するには効率的な方法です。とはいえ、デュアルスタック環境の維持さえも複雑でコストがかかるのは、IPv6 ネットワークの普及率が 50% を超えているか、それに近づきつつある米国や日本のような、より強力で資源に恵まれた国でのみ実現可能です。
しかし、英国やスペインのような国でさえ、IPv6 の導入率はそれぞれ約 30% と 2.5% にすぎず、ましてやリソースが少ない他の国でも同様です。
最終的な考え
最終的に、最後のグローバル IP アドレス レジストリである AFRINIC (アフリカの IP レジストリ) ではトップレベルの IPv4 アドレスが不足しつつあるため、すべての企業と ISP は必然的に IPv6 に移行する必要があります。間もなく、NAT や IP アドレスのリサイクルなどの回避策でも、IP アドレスのニーズに対応できなくなるでしょう。
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よくある質問
IPv4 とは何ですか? IPv6 とは何ですか?
IPv4 と IPv6 は、インターネット プロトコルの異なるバージョンです。インターネット プロトコル アドレスまたは IP アドレスは、インターネットに接続されているデバイスが、同じくインターネットに接続されている別のデバイスを検索し、対話し、通信する方法を定義します。 IPv4 では固有の IP アドレスが不足しつつありますが、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、事実上無制限の IP アドレスを提供します。
IPv4 に対する IPv6 の利点は何ですか?
IPv6 は、約 340 桁 (34 桁の後ろにゼロが 37 個) の一意のアドレス、必須の IPsec による統合された IPv6 セキュリティ、IPv4 の DHCP (動的ホスト構成プロトコル) ではなく SLAAC (ステートレス アドレス自動構成) による複雑さの軽減、マルチキャストと NAT の排除による効率の向上と遅延の削減を提供します。
IPv4 と IPv6 は同じネットワーク上で共存できますか?
はい、ネットワークはデュアルスタック モードと呼ばれる特定の方法でセットアップできます。このモードでは、IPv4 と IPv6 の両方が同時に実行されるため、システムはすべてのネットワークと互換性があり、同時に IPv6 への段階的な移行にも役立ちます。 Cloudzy の IPv6 VPS では、月額わずか 1 ドルの追加料金で独自のデュアルスタック VPS を入手できます。 最も手頃な料金はこちら!
