IPv6とは

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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アドレスの種類

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。

IPパケット

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。

 

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