IPv6(アイピーブイロク)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

IPv6は、Internet Protocol Version 6の略称であり、現在インターネットで広く利用されているIPv4の後継となる通信プロトコルである。インターネットに接続されるコンピュータやスマートフォンなどの機器には、IPアドレスと呼ばれる一意の識別番号が割り当てられる。このIPアドレスを用いて、通信相手を特定しデータを送受信する。IPv6が開発された最大の理由は、IPv4で利用可能なアドレスが枯渇するという問題に対処するためである。IPv4のアドレスは32ビットの数値で表現され、約43億個のアドレスを生成できる。しかし、インターネットの爆発的な普及により、この数は世界中のデバイスに割り当てるには不十分となった。これに対し、IPv6はアドレス長を128ビットに拡張した。これにより、生成可能なアドレスの総数は2の128乗、具体的には約340澗個という天文学的な数になる。この膨大なアドレス空間によって、地球上のあらゆるデバイスにIPアドレスを割り当てても、当面枯渇する心配はない。これがIPv6の最も基本的かつ重要な特徴である。

IPv6アドレスの表記法はIPv4とは異なる。IPv4が8ビットずつ4つのブロックに区切り10進数で表記するのに対し、IPv6は16ビットずつ8つのブロックにコロンで区切り、各ブロックを16進数で表記する。例えば、「2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334」のように非常に長くなる。しかし、この長さを補うためにいくつかの省略ルールが定められている。一つは、各ブロックの先頭にある0を省略できるルールである。例えば、「0db8」は「db8」と表記できる。もう一つは、0のみで構成されるブロックが連続する場合、その部分を「::」で一度だけ省略できるルールである。これにより、先程のアドレスは「2001:db8:85a3::8a2e:370:7334」と短縮して表記することが可能である。

IPv6は単にアドレス空間を拡大しただけではなく、通信プロトコルとして多くの改良が加えられている。その一つが、アドレスの自動設定機能であるSLAAC（Stateless Address Autoconfiguration）である。IPv4環境では、DHCPサーバーが各機器にIPアドレスを動的に割り当てるのが一般的であった。SLAACでは、ルーターが広告するネットワークプレフィックス情報と、機器が持つMACアドレスなどから生成されるインターフェースIDを組み合わせることで、DHCPサーバーがなくても機器が自律的にIPアドレスを設定できる。これにより、ネットワーク管理の簡素化が期待される。

また、IPv6ではパケットのヘッダ構造が簡素化されている。IPv4ヘッダにあったいくつかのフィールドが廃止または変更され、ルーターがパケットを中継する際の処理負荷が軽減される設計となっている。例えば、パケットが破損していないかを確認するためのチェックサムフィールドがヘッダから削除された。これは、Ethernetなどの下位層プロトコルで同様のチェックが行われるため、IP層での重複を避ける目的がある。このようなヘッダの最適化は、通信の高速化に貢献する可能性がある。

セキュリティに関しても強化が図られている。IPv6では、通信内容の暗号化や改ざん防止を実現するIPsec（Security Architecture for Internet Protocol）のサポートが、プロトコルの仕様として標準で組み込まれている。IPv4でもIPsecは利用可能であったが、オプション機能としての位置付けだった。IPv6では必須機能として設計されており、より安全な通信を標準的に実現しやすくなっている。

現在、インターネットはIPv4からIPv6への移行期にある。そのため、両方のプロトコルが共存するための技術が重要となる。代表的なものに「デュアルスタック」がある。これは、一つの機器やネットワークがIPv4とIPv6の両方のアドレスを持ち、どちらのプロトコルでも通信できるようにする方式である。他にも、IPv4ネットワークを介してIPv6パケットを運ぶ「トンネリング」や、IPv6とIPv4の間でアドレスを変換する「トランスレーション（NAT64/DNS64）」といった技術が用いられている。システムエンジニアとしては、IPv6の基本的な仕組みを理解するとともに、これらの共存技術についても知識を深めておくことが、現代のネットワーク環境を扱う上で不可欠である。