IPv6アドレス解析

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11 月 26 日、英国、ヨーロッパ、中東、および一部の中央アジア地域のインターネットリソースの割り当てを担当する欧州ネットワーク協調センターは、全世界で 43 億の IPv4 アドレスがすべて割り当てられたと発表しました。これは、新しい IP アドレスがもう割り当てられないことを意味します。現在の状況では、関係者は IP アドレスの利用率を向上させるためのクラスレスインタードメインルーティング（CIDR）を考えるか、IPv4 の寿命を延ばすための NAT 技術に貢献することを考えるでしょう。

言わずもがな、IPv4 プロトコルに頼るのは楽しいことですが、アドレス割り当ての問題を完全に解決するには IPv6 プロトコルを見る必要があります。

今日は制限されたスペースのため、主に IPv6 のアドレス解析に焦点を当てます

IPv6 の利点#

アドレススペースが大きく、理論的には 2^128 個のアドレスが存在し、アドレス不足の問題を心配する必要がほとんどありません
ルーティングテーブルのサイズを減らし、ルーターのパフォーマンスを向上させます
セキュリティが向上します
サービス品質が良く、柔軟で豊富なサービスタイプがサポートされます
移動ホストとネットワークをサポートします
互換性が高く、完全に IPv4 と下位互換性があります
...

IPv6 アドレス#

IPv6 アドレスは 128 ビットのアドレスで、8 つのセグメントに分割され、各セグメントは 16 ビットの 16 進数に変換されます。この表記方法は「コロン 16 進数表記法」と呼ばれます。

アドレス形式：

X:X:X:X:X:X:X

圧縮表記

アドレスに連続する 2 つ以上の 0 のグループが含まれている場合、ダブルコロン「::」で代替することができます。

例：FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130BはFC00:0:130F::9C0:876A:130Bと書くことができます。

注意：
1. ::で表される 0 の数は最大限にする必要があります。
  
  間違った例：FC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130BはFC00:0:130F::0:9C0:876A:130Bと書くことはできません。
2. 1 つの全 0 セグメントのみを表すことはできません。
  
  間違った例：FC00:1:130F:0:1:9C0:876A:130BはFC00:1:130F::1:9C0:876A:130Bと書くことはできません。
3. 複数の連続する全 0 セグメントの長さが同じ場合、最初のセグメントを代表する必要があります。
  
  間違った例：FC00:0:130F:0:0:9C0:0:0はFC00:0:130F:0:0:9C0::と書くことはできません。
先行する 0 は省略することができます。

例：FC00:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130BはFC00:0:130F:0:0:9C0:876A:130Bと書くことができます。

アドレス構造

IPv6 アドレスは次の 2 つの部分に分けることができます：

ネットワークプレフィックス：n ビットで、IPv4 アドレスのネットワーク ID に相当します
インターフェース識別子：128-n ビットで、IPv4 アドレスのホスト ID に相当します

表記形式はFF00::/8がアドレス/プレフィックス長を表します

インターフェース識別子は、手動で設定する、ソフトウェアによって自動的に生成する、または IEEE EUI-64 仕様によって生成することができます。EUI-64 仕様による自動生成が最も一般的です。

アドレスの分類

ユニキャストアドレス

1 対 1

一般的なユニキャストアドレス
- 未指定アドレス::/128
  
  このアドレスは、特定のインターフェースまたはノードがまだ IP アドレスを持っていないことを示すために使用され、一部のパケットのソース IP アドレスとして使用できます。
- ループバックアドレス::1/128
  
  ローカルホストです
- グローバルユニキャストアドレス：グローバルユニキャストプレフィックスを持つ、現在割り当てられているグローバルルートプレフィックスの最初の 3 ビットは001です
  
  グローバルユニキャストプレフィックスを持つ IPv6 アドレスは、IPv4 のパブリックアドレスに似た役割を果たします。
- リンクローカルアドレス：特定のリンクローカルプレフィックスFE80::/10を使用します
  
  リンクローカルアドレスは、IPv6 のアプリケーション範囲が制限されたアドレスタイプであり、同じリンクに接続されたノード間でのみ使用できます。
- ユニークローカルアドレス：プレフィックスが固定されているFC00::/7
  
  これもアプリケーション範囲が制限されたアドレスであり、サイト内でのみ使用できます。IPv4 のプライベートアドレスに似ています。
マルチキャストアドレス

IPv6 のマルチキャストは IPv4 と同様で、一組のインターフェースを識別するために使用され、通常、これらのインターフェースは異なるノードに属しています。

IPv6 マルチキャストアドレスのプレフィックスはFF00::/8です
- フラグはマルチキャストアドレスの識別子です
- スコープはネットワーク内でマルチキャストデータストリームの送信範囲を制限します
- グループ ID はマルチキャストグループを識別します
エニーキャストアドレス

エニーキャストアドレスは、一組のネットワークインターフェース（通常は異なるノードに属しています）を識別します。エニーキャストアドレスの宛先アドレスは、ルーティング上で最も近いネットワークインターフェースに送信されます。複数のホストまたはノードに同じサービスを提供する場合に冗長性と負荷分散の機能を提供するために使用されます。

注：IPv6 エニーキャストアドレスはルータデバイスにのみ割り当てることができ、ホストには適用できません。エニーキャストアドレスは IPv6 パケットのソースアドレスとして使用することはできません。

IPv6 ホスト上のインターフェースに存在する一般的な IPv6 アドレスを整理しました