オンラインで時間を過ごしたことがあれば、"IPアドレス" という用語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た各デバイスの一意の識別子です。デバイスが互いに位置を特定し通信するのに役立ちます。ちょうど自宅の住所が特定の家を見つけるのに役立つのと同じです。
最も一般的なIPアドレスはIPv4であり、1980年代に作成されました。数十年の間標準でしたが、より多くの人々とデバイスがインターネットに接続するにつれて、利用可能なIPv4アドレスが不足し始めています。
この不足に対処するため、IPv6という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、より大きなアドレスプールを提供します。この記事では、IPv4の特性を探り、IPv6との比較、IPv6の利点を説明し、IPv4からIPv6への移行になぜ時間がかかるのかを理解します。
IPv4とは何か、また問題点は何か？
前述の通り、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ているIPアドレスの種類です。このプロトコルバージョンは32ビットのアドレス方式を採用しており、約42億9000万個の一意なIPアドレスが利用可能です。
これは、32ビットアドレスの各ビットが0か1の2つの値を持つことができるため、2の32乗（約42億9000万）の一意なアドレスが存在するということです。
しかし、1980年代のインターネット創成期から現在までのインターネットユーザー数と比較すると、IPv4アドレスが枯渇しているのは容易に理解できます。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、192.168.0.0/16）、マルチキャストアドレス、その他の特別な用途用に予約されているため、利用可能なアドレスがさらに減少しています。
さらに、IPv4ではパケットフラグメンテーション（ネットワークパスに適合するようにデータパケットをより小さなパケットに分割するプロセス）がルーターで処理されるため、ネットワークの負荷が増加し、データ転送速度や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はブロードキャスト処理が必要です。つまり、データはネットワーク上のすべてのデバイスに送信され、そのデバイスが実際にそのデータを必要としているかどうかは関係ありません。これはネットワークの輻輳をさらに悪化させ、非効率性を引き起こします。
IPv6とは何ですか？
IPv4について十分に理解したところで、IPv6とは何か説明します。IPv6はIPv4の開発からそれほど間を置かずに1998年に開発されましたが、当時IPv4がまだIPアドレス需要を満たすのに十分だったため、IPv6が最終的に2012年に公開されるまでの間、開発と改善に十分な時間がありました。2017年、IPv6はインターネット標準となり、その後徐々にネットワークに統合されつつあります。
ただし、IPv6はまだ主流とはなっていませんが、その理由については後で説明します。本題に戻りますと、IPv6とは何でしょうか。予想の通り、IPv6はインターネットプロトコルバージョン6を意味します。IPv6の開発における主な目標は、一意なIPv4アドレスの枯渇を解決することでした。
この目的に向けて、IPv6は128ビットのアドレスを使用しています。つまり、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、2の128乗、つまり340アンデシリオン（34の後に37個の0が続く数字）の一意なアドレスが存在します。
この途方もない数字を理解するために例えると、毎秒10億個のIPv6アドレスを生成した場合、アドレス空間を完全に使い尽くすまでに10兆年以上かかります。これは現在の宇宙の年齢（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アドレスが枯渇することはないと言えるでしょう。モバイルデバイスやスマートホーム家電など、すべてがIPアドレスを必要とするモノのインターネット（IoT）の将来的なニーズに対応する他、IPv6にはさらに多くの利点があります。
IPv4 対 IPv6
「IPv4とは何か」と「IPv6とは何か」という質問に答えたところで、次はIPv4対IPv6について、そしてIPv4とIPv6の違いについて説明します。
IPv4とIPv6はネットワーク上のデバイスを識別するための重要なインターネットプロトコルバージョンであり、どちらも効率的なアドレス管理のために クラスレスドメイン間ルーティング（CIDR） を使用しています。CIDRは従来のクラスベースシステムを改善し、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られるようにし、特定のネットワークニーズに合わせてプレフィックス長を調整できます。例えば、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使用されることを示し、実質的に256個の一意なアドレスが利用可能になります。同様に、IPv6では2001:db8::/64のようなアドレスは最初の64ビットをネットワークに指定し、デバイス用の膨大な数の潜在的なアドレスを有効にします。CIDRを採用することで、IPv4とIPv6の両方は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、インターネットの増大する需要に対応することができ、これが最新のネットワークインフラストラクチャにおいて不可欠です。
IPv4とIPv6の主な違いは、IPv6が膨大な数の利用可能なIPアドレスを提供することです。これはIPv6の開発における主な目標でした。しかし、このタイプのIPアドレスは前任者のすべての問題もカバーしています。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のセキュリティは確実です。これにより、 中間者攻撃 やパケットスニッフィング攻撃などのサイバー攻撃からの保護が向上します。
IPv4を使用する場合にルーターで処理されるパケットフラグメンテーションに関しては、IPv6ではフラグメンテーションは送信デバイスで処理されるため、ルーターの複雑性とオーバーヘッドが削減され、効率が向上します。
IPv6はまた、IPv4を使用する場合のようなDHCP（動的ホスト構成プロトコル）サーバーが不要であるため、費用効率的です。これはIPv6がSLAAC（ステートレスアドレス自動設定）をサポートしているためで、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処理であり、これはネットワークの輻輳と非効率性を引き起こします。IPv6はマルチキャストを通じてこの問題を排除し、データは必要な特定のデバイスにのみ送信されます。これにより、IPv6はより拡張性が高く効率的なIPアドレスタイプとなり、特に大量のデバイスを持つ企業やビジネスに適しています。
最後に、IPv6がIPv4より大きな利点の1つは、IPv6がネットワークアドレス変換(NAT)を必要としないことです。このIPアドレスタイプの不足により、IPv4アドレスにこの機能が追加されました。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1つのパブリックIPv4アドレスを共有できるようになりました。
IPv4にとって必要な機能でしたが、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支障をきたしました。しかし、IPv6の膨大な数のIPアドレスはNATを必要としないため、オンラインゲーム、Voice over IP(VoIP)、ビデオ会議に対して、より高速で信頼性の高い接続が実現します。
IPv4とIPv6のより詳しい解説。アドレス形式、範囲、クラスについて サブネットマスク、およびその他の関連概念については、こちらの総合的なリファレンスをご覧ください:[PDFへのリンク]
今日、IPv6を使用していないのはなぜか？
IPv6がIPv4より優れていることは明らかですが、インターネット全体をあるIPアドレスタイプから別のタイプに移行しない理由が気になります。実は、簡単ではありません。ただし、他にも多くの理由があります。詳しく見ていきましょう。
インフラストラクチャコスト
あらゆる変更、特にこのような規模の変更の課題はコストです。IPv4からIPv6への移行も同じ。サーバー、ルーター、スイッチなど、ほぼすべてのシステムがIPv4をサポートするように設計されています。最新のシステムのほとんどはIPv6に対応していますが、企業やインターネットサービスプロバイダー(ISP)は、法規制の変更により絶対に必要になるまで、IPv6を完全にサポートするインフラストラクチャーへのアップグレードに消極的です。
例えば、米国の大手ISPの1つは、IPv6を完全に統合するのに6年以上かかりました。Comcastは財務数字を明かしていませんが、インフラストラクチャーの大規模な刷新を行ったと報告しています。
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主な問題は、世界のネットワークインフラストラクチャーの大部分がIPv6導入前に構築され、レガシーシステムで運用されていることです。インフラ面を除いても、多くのアプリケーションとソフトウェアもIPv4上に構築されており、まだIPv6をサポートしていないため、移行がはるかに困難になっています。
とはいえ、私たちはIPv4の現在のIP枯渇に対して、動的IPアドレス割り当て、NAT、およびIPv4タイプのIPアドレスをリサイクルする他の方法など、多くの回避策を開発しました。これにより、ほとんどの企業とISPがIPv6への移行を控えています。ある意味、それでも機能しているからです。
着実に進むその過程
これまで述べた理由にもかかわらず、私たちはIPv6をシステムに採用していますが、ペースは遅いです。IPv6タイプのIPアドレスへの移行にかかる時間とコストの費用を軽減する1つの一時的な解決策は、デュアルスタック方式です。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方式で動作しており、IPv4とIPv6両方のタイプのIPアドレスをサポートしています。
これはすべてに複雑さを若干増しますが、IPv4を使い続けながら、同時にIPv6を徐々に採用する効率的な方法です。ただし、デュアルスタック環境を維持するための複雑さとコストは、米国と日本のような、より強力でより多くのリソースを持つ国にとってのみ実行可能であり、これらの国はIPv6ネットワーク採用率50%に達しているか、接近しています。
しかし、英国やスペインでさえ、それぞれIPv6採用率は約30%と2.5%程度であり、リソースの少ない他の国はさらに低いです。
最後に
最終的には、グローバルIPアドレスレジストリの最後であるAFRINIC(アフリカのIPレジストリ)がトップレベルのIPv4アドレスを枯渇させているため、すべての企業とISPは必然的にIPv6へ移行する必要があります。もはや、NATやIPアドレスのリサイクルなどの回避策では、私たちのIPアドレスニーズに対応するのに十分ではなくなります。
2023年時点で、グローバルGooogle利用者の40%がIPv6経由でそのサービスにアクセスしており、2016年の10%から着実に増加しています。ビジネスを将来に備えたいだけであれば、または単により高速で信頼性の高い接続が必要な場合は、Cloudzyは利用可能な最高かつ最も手頃なIPv6 VPSを提供しています。CloudzyのIPv6 VPSなら、/64サブネットも無料で取得でき、18,446,744,073,709,551,616個のIPv6アドレスのIPアドレスプール。あなたのものだけです。
互換性が心配な場合は、IPv4を追加して、IPv6 VPSをデュアルスタック対応にすることができ、月額たったの1ドルです。当社のプランを確認することができます Cloudzy の IPv6 VPS こちらの料金！
よくある質問
IPv4とは何か、IPv6とは何か
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たデバイスがインターネットに接続されている別のデバイスをどのように特定し、相互作用し、通信するかを定義します。IPv4が一意のIPアドレスを枯渇させている一方で、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、実質的に無制限のIPアドレスを提供します。
IPv6がIPv4より優れている点は何か
IPv6は約340アンデシリオン(後ろに37個のゼロがある34)の一意のアドレスを提供し、義務的なIPsecを備えた統合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設定)を備えた複雑さの軽減、およびマルチキャストとNATの排除による効率性の向上と遅延の低減を提供します。
IPv4とIPv6は同じネットワーク上に共存できるか
はい、ネットワークは双方向スタックモードと呼ばれる特定の方法で設定でき、IPv4とIPv6が同時に実行され、システムがすべてのネットワークと互換性を持ちながら、IPv6への段階的な移行を支援します。CloudzyからIPv6 VPSで月額たった1ドル追加するだけで、独自のデュアルスタックVPSを取得できます。 最も手頃な料金はこちら!
