IPv6の構造

🌐はじめに

IPv6は、従来のIPv4に代わる次世代のインターネットプロトコルです。そのアドレス構造も大きく進化しています。

本記事では、IPv4とIPv6のアドレス構造の違いを中心に、

長さと表記の違い
ネットワーク部とホスト部の分離（プレフィックスとインターフェースID）
代表的なアドレスタイプ

などを解説します。

🔢IPv4 vs IPv6：アドレスの基本構造

✅ IPv4の構造（32ビット）

表記：192.168.0.1 のように 10進数×4ブロック
長さ：32ビット（4バイト）
分割：一般的に ネットワーク部 / ホスト部 に分かれる（CIDR記法あり）

アドレス例	ネットワーク部	ホスト部
192.168.1.25/24	192.168.1	25

✅ IPv6の構造（128ビット）

表記：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
- 16進数×8ブロック（各ブロック16ビット）
- :: で連続する0を省略可
長さ：128ビット（16バイト）
分割：上位64ビット：プレフィックス（ネットワーク部）、下位64ビット：インターフェースID（ホスト部）

項目	内容
プレフィックス（ネットワーク部）	ネットワークを表す（例：2001:db8:85a3::/64）
インターフェースID（ホスト部）	デバイスを一意に識別するための値（通常64ビット）

🧩IPv6アドレスの構造詳細

✅ 1. プレフィックス（ネットワーク部）

例：2001:db8:1234::/64
通常、64ビットまでがネットワークを表す
ISPや企業の単位で割り当てられ、サブネット化も容易

IPv6では /64 プレフィックスが標準。つまり各サブネットに2⁶⁴（≒184京）個のホストアドレスが使える！

✅ 2. インターフェースID（ホスト部）

残りの64ビットで1台1台のデバイスを識別
一部のOSでは、MACアドレスを元に自動生成（EUI-64）されることもある
プライバシー保護のため、ランダムに生成する機能（プライバシーアドレス）もある

🏷️IPv6アドレスタイプの種類

種類	説明	例
ユニキャスト	一意な1台宛のアドレス	`2001:db8::1`
マルチキャスト	グループ宛（全ノードなど）	`ff02::1`（全ノード）
エニーキャスト	近くのどれか1台宛	特定プレフィックスから割り当て
リンクローカル	同一リンク内でのみ有効	`fe80::/10`
グローバルユニキャスト	インターネットで使う通常のIP	`2000::/3`

🧮IPv6の省略表記ルール

連続する0は :: でまとめられる（1回だけ使える）
例：
- 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
- → 2001:db8::1

🔍IPv4とIPv6の構造比較表

項目	IPv4	IPv6
アドレス長	32ビット	128ビット
表記法	10進数・4ブロック	16進数・8ブロック
ホスト数	約43億（理論値）	2¹²⁸（ほぼ無限）
プレフィックスの長さ	可変（例：/24）	標準64ビット（/64）
アドレス構成	ネットワーク部 / ホスト部	プレフィックス / インターフェースID
NATの必要性	必須（アドレス不足）	不要（十分な数）
ブロードキャスト	あり	なし（マルチキャストに統合）

🧠おわりに

IPv6のアドレス構造は、圧倒的な余裕と論理的な整合性をもって設計されています。
64ビット＋64ビットの分離設計により、スケーラブルで自動構成がしやすく、ネットワーク設計がシンプルになります。

IPv4の世界ではアドレスのやりくりに苦労していましたが、IPv6はその制限を根本から解き放つ技術です。

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