[IPv6]

[IPv6]について

[IPv6]とは
♪IPv6の特徴♪
★たくさんのアドレス 128ビットものアドレスから生み出される広大な空間がある。この数は，地球に住む人全員に10の28乗ものアドレスを与えることができるとされている。
★経路情報の集約 IPv6のアドレス空間は広大だ。したがって，効率的な経路制御ができないとネットワークが破綻してしまう。IPv6では，電話番号（国番号＋市外局番＋電話番号）のようにアドレスを階層化することでこの問題に対処している。
★単純化されたヘッダ形式と拡張ヘッダパケット処理のオーバーヘッドを減少させるため，IPv4フィールドのいくつかを削除，あるいは任意使用とした。また，IPv6オプションをそれぞれ個別の拡張ヘッダに置くことでオプションの拡張を容易にし，IPヘッダと別にすることで経路中での処理を省略したりすることもできるようになった。
★ステートレスアドレス自動設定 IPv6では，ホストの起動時に自動的にIPv6ネットワークに接続するための機能を提供する。DHCPとの違いは，ステートレスでは，ホストが自分自身から生成できる情報（インタフェースID）とルータから通知される情報（プレフィックス）を用いて自分自身のアドレスを生成する点にある。自動設定プロセスが失敗した，もしくは利用できないときのために「DHCPv6」も合わせて提案されている。
★セキュリティインターネットが広く普及したことにより，プライバシー情報を含む，情報の保護は必須の機能となりつつある。また，モバイルが普及し，ファイアウォールやプロキシに守られない環境が一般化するときには，セキュリティは特に重要な機能となるだろう。IPv6では，認証および暗号化のための拡張機能を必ず実装しなければならないことになっている。これにより，標準でセキュリティに関する機能が用意されることになる。
★サービス品質（QoS）送信者があるトラフィックフローにリアルタイムサービスや特別なサービス品質を望むとき，そのフローに属するパケットにラベル付けができるようになっている。これにより，今後重要となるQoS（Quality of Service：サービス品質）に関する機構を備えることになる。
★6Bone 6Boneは，IETFのIPv6開発作業から生まれた実験ネットワークである。既存のインターネットと並行的に動作し，北アメリカ，ヨーロッパ，日本など四十数カ国が結ばれている。インターネット全体をIPv6に移行する前にこの新しいプロトコルを試してみたいという場合には，6Boneへの接続を検討してみてはいかがだろうか。

♪Pv6の誕生♪
★膨らむ要望とIPv4の限界かつて，インターネットが学術中心の媒体であったときは，規模に関する問題も，セキュリティに関する問題もそれほど重要ではなかった。しかし，規模が格段に大きくなり，その上で商取引が行われ，売買のためにクレジットカードの情報などが送受されるようになると，当然のように通信の確実性やセキュリティの確保が強く望まれるようになる。と同時に，より大きな帯域の実現や接続ホスト数の増加，サービス要求に対する機能拡張なども必須の項目として要求された。

IPv4の限界が叫ばれている代表的な要因は・・・
①アドレス不足
②経路制御情報の増大
③細分化，ヘッダ処理によるルータ負荷の増大
④サービス要求に対する機能拡張
である。個々の具体的な説明はほかに譲るが，ここで，たとえば経路制御の問題を考えてみよう。
IPv4で表現できるアドレス空間は，仮にそのすべてを使えたとしても42億強（2の 32乗）程度しかない。したがって，できるかぎり無駄なく使おうとすると，アドレスを利用者に割り振るときにはできるだけ小刻みに出すことが求められる。結果として経路表が増え，ルータへの負担が増加する。ルータは，インターネットを支える重要な装置である。経路表が大きくなると，その情報を持つためのメモリ容量や宛先ネットワークを検索するための処理能力も必要になるが，ルータにも機能や処理能力の限界があるということを忘れてはいけない。過大な負荷をかけ続けると，インターネットがうまく動かなくなる恐れがある。 IPv4は，「CIDR」（Classless Inter-Domain Routing）の導入やプライベートアドレスを積極的に活用することなどで延命を図ってきたが，そろそろ限界が見え始めたということかもしれない。

★次世代プロトコル
そうした状況の中，1993年頃にIETF（Internet Engineering Task Force）で次世代のインターネットプロトコルの検討が始まった。「IPng」（Internet Protocol Next Generation）がそれである。
①IPv4と同様のサービスの提供
②さらに多くのエンドポイントを扱える
③さらに広い帯域を扱える
④柔軟なトポロジー
⑤堅牢で安全なサービス
⑥IPv4からの簡単な移行
⑦機能の拡張
改善は，使いたくなるということを含めてネットワーク管理者にとって好ましいものであること，また，早期展開への刺激としての機能も要求されている。IPv6は，こうした要求に応えるものとして考え出された。

♪IPv6の技術（1）♪
★たくさんのアドレスと経路情報の集約 IPv6における最大の性能改善は，アドレスフィールド長の拡張にある。アドレスフィールドを128ビットに拡張したことにより，利用できるノード（IPv6を利用可能な機器）に対して割り当てることができるアドレスを劇的に増やすことができた。しかし，膨大な数のノードを扱えるということは，その一方で経路情報も同時に増えるということを意味する。相手を容易に特定することができなければネットワークはうまく動くことができないため，効率的な経路制御は必須項目となる。実際，IPv6がアドレスフィールド長を拡張したのは，単にアドレス空間を拡大することだけを狙ったものではない。経路情報を集約し，できるだけ単純な仕組みで経路制御ができることも非常に重要なテーマとなっている。
★単純化されたヘッダ形式による処理効率の向上パケット処理を行うとき，そのヘッダが複雑だと必要ない処理に起因するオーバーヘッドによって処理効率が下がってしまう。処理効率を向上させるためには，IPヘッダを簡素化して必要最低限の処理のみをさせることが有効。

♪IPv6の技術（2）♪
★アドレスの自動設定現在，ホストをネットワークに接続する際には多くの場所でDHCPを使ったサービスが行われている。一般に，こうしたステートフル自動設定モデルでは，ネットワークに接続しようとするホストはIPアドレスや設定情報などをサーバから取得する。サーバは必要な情報を収めたデータベースを持ち，アドレス割当を厳密に管理しなければならない。これに対して，ステートレス自動設定モデルでは，ホストが自分自身から生成できる情報（インタフェースID）とルータから通知される情報（プリフィックス）を用いて自分自身のアドレスを生成する。そのためサーバが不要になり，実に簡単にネットワークに接続できるようになる。これは，たとえばモバイルのように場所を特定せず，利用できるアドレスが個別で経路制御さえできればよいという場合に特に有効だろう。ただし，ルータが存在しない場合や，重複などでアドレスがうまく取れない場合もないとは言えない。そのときには，ステートフル自動設定モデルが必要となる。 DHCPv6は，ステートレス自動設定プロトコルと協調して動作するものとして提案されている。