古い標準である IPv4 は 32 ビット アドレスを使用するため、使用可能な一意のアドレスの数が制限され、アドレスの枯渇につながります。新しいプロトコルである IPv6 は 128 ビット アドレスを採用し、事実上無制限のアドレス、改善されたセキュリティ機能、簡素化されたネットワーク構成を提供し、インターネットの長期的なスケーラビリティを保証します。
主要な取り組み
- IPv4 は 32 ビット アドレスを使用するため、固有の IP アドレスの数が制限されますが、IPv6 は 128 ビット アドレスを使用するため、非常に大きなアドレス空間が提供されます。
- IPv6 は、組み込みのセキュリティ機能、ルーティングの効率化、簡素化されたアドレス割り当てを提供することで、IPv4 を改善します。
- IPv4 から IPv6 への移行は、増加するインターネット接続デバイスに対応し、継続的なインターネット機能を確保するために必要です。
IPV4 対 IPV6
IPv4 と IPV6 の違いは、IPv4 が 32 億の IP アドレスをサポートする 4 ビットのオペレーティング スキームであるのに対し、IPv6 は最大 128 の無数のアドレスをサポートする 340 ビットのオペレーティング スキームであるため、IPv4 から大幅にアップグレードされることです。
IPv4 は、現在インターネット トラフィックの 94% を実行している主要なインターネット ネットワーキング プロトコルです。 ただし、需要が絶えず増加しているため、IP アドレスが不足しています。 IPv6 は、IP アドレスの不足を補うために開発されました。
だけど これは、多数のアドレスのアップグレードだけでなく、他のすべてのネットワーク機能と品質のアップグレードでもあります。
比較表
| 機能 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 4 | 6 | |
| アドレス長 | 32ビット | 128ビット |
| アドレス数 | 約4.3兆 | 事実上無制限 |
| アドレス指定スキーム | 192.168.1.1 進数 (ドット区切りクワッド) 形式 (例: XNUMX) | Hexadecimal format (e.g., 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334) |
| ヘッダーサイズ | 固定（20バイト） | 変数 (最小 40 バイト) |
| セキュリティ | セキュリティ機能が組み込まれていない | 組み込みセキュリティ (IPsec) をサポート |
| フラグメンテーション | どのデバイスでも断片化できる | 送信者によってのみ断片化される |
| ルーティング | クラスフル ルーティングを使用します (複雑な構成が必要な場合があります) | クラスレス ルーティングを使用します (よりシンプルで効率的) |
| 導入ステータス | 広く導入されているが枯渇に達している | IPv4 の枯渇に対処するために段階的に導入されています |
IPV4とは？
IPv4 (インターネット プロトコル バージョン 4) は、インターネット プロトコル (IP) の 1980 番目の改訂版であり、インターネットにおける通信の基盤として機能します。これは XNUMX 年代初頭に開発され、世界中のネットワーク上でデータ パケットをルーティングするために使用される主流のプロトコルです。
アドレス指定スキーム
IPv4 アドレスは 32 ビットの 192.168.1.1 進数であり、通常はピリオドで区切られた 4.3 オクテットの XNUMX 進数形式で表されます (例: XNUMX)。この形式では、約 XNUMX 億個の一意のアドレスを使用できます。これは、インターネットの初期段階では豊富に見えましたが、インターネットに接続されたデバイスの急激な増加に伴い、アドレスが枯渇するようになりました。
アドレス枯渇と NAT
デバイスの急増と IPv4 アドレスの制限により、利用可能なアドレス ブロックが枯渇するアドレス枯渇が発生しています。この問題を軽減するために、ネットワーク アドレス変換 (NAT) などの技術が採用され、ローカル ネットワーク内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。 NAT は IPv4 の寿命を延ばしますが、直接のピアツーピア通信の妨げやネットワーク構成の複雑化などの複雑さと制限をもたらします。
IPV6とは？
IPv6 (インターネット プロトコル バージョン 6) は、以前の IPv4 の制限に対処するために設計されたインターネット プロトコルの最新バージョンです。 IPv6 は、大幅に拡張されたアドレス空間、改善されたセキュリティ機能、および新しいインターネット テクノロジのサポートの強化を提供します。
アドレス指定スキーム
IPv6 アドレスは 128 ビットの 2001 進数であり、コロンで区切られた 0 桁の 8 進数を 85 グループに分けた 3 進形式で表されます (例: 0000:0000db8:2a0370:7334:340:XNUMXaXNUMXe:XNUMX:XNUMX)。この形式では、約 XNUMX アンデシリオンの一意のアドレスが許可され、インターネットに接続されるデバイスとサービスの数の増加に対応するためのアドレスの豊富な供給が保証されます。
強化されたセキュリティと自動構成
IPv6 には、ネットワーク通信の認証と暗号化を提供し、データの整合性と機密性を強化する IPsec (インターネット プロトコル セキュリティ) などのセキュリティ機能が組み込まれています。さらに、IPv6 にはステートレス アドレス自動構成 (SLAAC) が組み込まれており、手動介入や DHCP サーバーを必要とせずに、デバイスが IPv6 アドレスとネットワーク パラメータを自動的に構成できるようになります。
簡素化されたネットワーク ルーティングとマルチキャスト
IPv6 は、その広大なアドレス空間により、ネットワーク アドレス変換 (NAT) などの技術の必要性を排除し、ネットワーク ルーティングを簡素化します。また、マルチキャストのサポートも強化され、複数の受信者に同時に効率的にデータを送信できるようになります。これは、ビデオ ストリーミング、オンライン ゲーム、リアルタイム通信などのアプリケーションにとって重要です。
移行戦略と IPv4 との共存
IPv6 の採用が拡大し続けるにつれて、IPv6 と既存の IPv4 インフラストラクチャの共存を促進するために、さまざまな移行戦略が開発されてきました。これらの戦略には、デュアル スタック展開、6to4 や Teredo などのトンネリング メカニズム、NAT64 や SIIT (ステートレス IP/ICMP 変換) などの変換メカニズムが含まれます。これらの戦略により、IPv6 ネットワークおよびサービスとの互換性を維持しながら、IPv4 へのスムーズな移行が保証されます。
将来のインターネットの成長にとっての重要性
IPv6 は、拡張と進化を続けるインターネットのスケーラビリティ、セキュリティ、持続可能性を確保する上で重要な役割を果たします。豊富なアドレス空間、強化されたセキュリティ機能、および新興テクノロジーのサポートは、グローバル接続の増大する需要をサポートし、次世代のインターネット対応デバイス、アプリケーション、およびサービスを実現するために不可欠なものとなっています。
IPV4 と IPV6 の主な違い
- アドレス長:
- IPv4 アドレスは 32 ビット長なので、約 4.3 億の一意のアドレスになります。
- IPv6 アドレスは 128 ビット長で、約 340 アンデシリオンの一意のアドレスを提供し、将来の成長に備えて豊富なアドレス空間を確保します。
- アドレス表現:
- IPv4 アドレスは、ピリオドで区切られた 192.168.1.1 オクテットの XNUMX 進数形式で表されます (例: XNUMX)。
- IPv6 アドレスは、コロンで区切られた 2001 桁の 0 進数を 8 グループに分けた 85 進数形式で表されます (例: 3:0000db0000:8a2:0370:7334:XNUMXaXNUMXe:XNUMX:XNUMX)。
- ヘッダー形式:
- IPv4 ヘッダーの長さは 20 ～ 60 バイトで、送信元アドレスと宛先アドレス、ヘッダー長、サービスの種類、チェックサムなどのフィールドが含まれます。
- IPv6 ヘッダーはよりシンプルかつ効率的で、40 バイトに固定されており、送信元アドレスと宛先アドレス、トラフィック クラス、フロー ラベル、ペイロード長、および次のヘッダーのフィールドが含まれています。
- セキュリティ機能:
- IPv4 にはセキュリティ機能が組み込まれていないため、認証と暗号化には IPsec などの追加プロトコルが必要です。
- IPv6 には IPsec のサポートが組み込まれており、ネットワーク通信の認証、整合性、機密性を提供することでセキュリティを強化します。
- 自動構成:
- IPv4 は通常、アドレスの割り当てとネットワーク構成を DHCP サーバーに依存します。
- IPv6 はステートレス アドレス自動構成 (SLAAC) をサポートしているため、デバイスは DHCP サーバーを必要とせずに IPv6 アドレスとネットワーク パラメーターを自動的に構成できます。
- マルチキャストのサポート:
- IPv4 はマルチキャストをサポートしていますが、機能と効率は限られています。
- IPv6 はマルチキャストのサポートを強化し、ビデオ ストリーミングやリアルタイム通信などのアプリケーションに不可欠な複数の受信者への効率的なデータ送信を同時に可能にします。
- ネットワーク ルーティング:
- IPv4 ルーティングは、アドレス空間の制限により、ネットワーク アドレス変換 (NAT) などの技術に大きく依存します。
- IPv6 は NAT の必要性を排除し、その広大なアドレス空間によりネットワーク ルーティングを簡素化し、エンドツーエンドの接続を容易にし、ネットワーク構成の複雑さを軽減します。
- https://dl.acm.org/doi/pdf/10.17487/RFC2474
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6380492/
- https://ece3115.elimu.net/Notes/IP/Comparison%20study%20between%20IPV4%20and%20IPV6.pdf
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