IPv6とは - 理数の散策路

IPv6は、IPv4のアドレス枯渇問題を解決するため、1995年に発行されたRFC1883などで規定されました。

IPアドレス

IPv6では、128ビットのIPアドレスを持ち、IPv4のアドレス空間が大幅に拡張されています。128ビットのIPアドレスは、２バイトごとにコロン（：）で区切って表記されます。尚、各区切りの先頭の０や、０ビットが続く場合は省略することができます。

2001:0db8:0000:0000:0000:ffff:0012:3456
（省略形）2001:db8::ffff:12:3456

IPv6では、自動的に自身が使うIPアドレスを生成して設定する仕組みがあるため、IPアドレスをユーザが設定する必要はありません。128ビットのうち、上位64ビットはルータから指定され、下位64ビットはコンピュータ自身が生成します。

IPアドレスは利用目的により、３つの種類に分かれます。

ユニキャスト・アドレス
１対１の通信で利用される。
マルチキャスト・アドレス
あるグループに属した複数台のコンピュータに同時にデータを送る場合に指定する。動画の同時配信などでの利用を想定している。
エニーキャスト・アドレス
サーバの負荷分散などでの利用を想定している。このアドレスを指定すると、複数あるサーバの中から一番近い先を自動的に選択されるようになる。

IPv6ではブロードキャスト・アドレスはなくなり、その代わりにマルチキャスト・アドレスが利用されます。尚、マルチキャスト・アドレスとエニーキャスト・アドレスは、ユニキャスト・アドレスとは別に設定ができます。

ユニキャスト・アドレスはさらに３つの種類に分けられており、サイトローカル・アドレスとリンクローカル・アドレスについては、利用場所を限定して別の場所との重複が許されています。

グローバル・アドレス
インターネット上で使うアドレスで、世界で一意である必要がある。
サイトローカル・アドレス
ある組織内に閉じた通信に用いる。IPv4のプライベート・アドレスに相当する。先頭から48ビットは「fec0：0：0」に固定。
リンクローカル・アドレス
ルータを介さず通信できる範囲（リンク）でコンピュータ同士の通信に利用する。ルータからの情報取得の際に利用されている。先頭から64ビットは「fe80：0：0：0」に固定。

IPv6のパケット構成は以下になります。

各フィールドの役割りは以下になります。

名称	サイズ	機能
バージョン	４bit	プロトコルのバージョンを表す、IPv6では0x0110
トラフィッククラス	８bit	IPパケットの優先度を表す。
フローラベル	20bit	マルチキャスト通信において、通信経路の品質を確保したり、経路を優先的に選択させたりするために使用する。
ペイロード長	16bit	拡張ヘッダとデータ部の合計サイズ。IPv6の基本ヘッダ部（40B）は含まない。
ネクストヘッド	８bit	拡張ヘッダや上位プロトコルのタイプを表す。
ホップリミット	８bit	IPパケットが通過できるルータ数を表す。ルータを１つ通過するたびに1づつ減算される。
送信元IPアドレス	128bit	送信元の機器のIPアドレスを表す。
宛先IPアドレス	128bit	送信先の機器のIPアドレスを表す。
拡張ヘッダ	０～	複数の拡張ヘッダが格納される。