【IP】エンジニアが知ってそうで知らない知識を改めて調べてみた②【IPv4・IPv6】

はじめに

株式会社インプルの奈良です。

エンジニアとして、日々の業務で触れる用語や技術はたくさんあります。

しかし、その中には「知っているようで、実は深く理解していない」というテーマもあるのではないでしょうか。

今回は、知ってそうで知らない知識として【IP（インターネットプロトコル）】と【IPv4・IPv6の違い】について解説します。

「現在はIPv4接続だと上手く接続できないので、IPv6接続を試しておいてください。」

Webサービス・Webアプリなどに接続をする際に上記のようなことを言われて、なにそれ？ってなった人もいるかもしれません。

前提知識として、IP（インターネットプロトコル）を解説したのちに、IPv4とIPv6の違いについて解説していきます。

IP（インターネットプロトコル）とは、インターネットにおけるデータ伝送を制御するためのプロトコルの一つです。

IPは、TCP/IPプロトコルスタックの中心的な役割を果たし、ネットワーク上の様々なデバイス間でデータをやり取りする際の基本的なルールや手順を定めています。

アドレス指定：各デバイスはIPアドレスという一意の番号を持ち識別される。これにより、データは正確な宛先へと送り届けられます。
データの断片化と再構築：データは小さなパケットに分割されて送信され、宛先で再び組み立てられる。この仕組みにより、大きなデータでも効率的に通信することができます。
無接続型プロトコル：IPは、データの送受信の前に事前の接続確立が不要です。各パケットは独立してネットワークを通過し、最終的な宛先で受信されます。
ベストエフォート型：IPはベストエフォートでデータの伝送を試みます。これは、データが正確に届くことを保証しないということです。データの信頼性や順序などの保証は、上位のプロトコル（例えばTCP）が担当します。

簡単に言えば、IPはインターネットの基盤となる通信ルールを定めており、これによって異なるデバイスやネットワーク間でデータのやり取りがスムーズに行われます。

アドレスの長さ：IPv4のアドレスは32ビットで、ドット（.）区切りの10進数で表現されます。例: 192.168.0.1
アドレス空間：約43億の一意のアドレスを持つことができます。しかし、インターネットの普及に伴い、使用可能なIPv4アドレスが枯渇してきました。（1990年代後半から現在まで使われている。）
NAT（Network Address Translation）：IPv4アドレスの枯渇を緩和するための技術。プライベートネットワークとインターネットとの間で、アドレスを変換する役割を持ちます。

アドレスの長さ：IPv6のアドレスは128ビットで、コロン（:）区切りの16進数で表現されます。例: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
アドレス空間：膨大な数のアドレスを持つことができ、IPアドレスの枯渇問題を根本的に解決します。
セキュリティ：IPv6は、設計段階からセキュリティを考慮しており、IPsecというセキュリティプロトコルがデフォルトでサポートされています。
エンドツーエンド通信：NATを使用することなく、デバイス間で直接通信が可能になります。

IPv4からIPv6への移行は、アドレスの枯渇問題やセキュリティの向上、エンドツーエンド通信の実現など、多くの理由により進められています。しかし、現状では両方が共存しており、段階的に移行が進んでいる状況のようです。

奈良

GoogleのYouTubeやGmail、FacebookのサイトはすでにIPv6対応が進んでいるようなので、これからはIPv6が主流になるという点を抑えておきましょう!