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「IPv4 over IPv6とは何か?IPoE接続、PPPoE接続についても解説」のトップイメージ

「IPv4 over IPv6」という言葉を知っていても、誰かに説明するとなると悩む人も多いのではないでしょうか。
この記事では、IPv6環境で通信を行いながら、IPv4アドレスでの通信も可能にする「IPv4 over IPv6」という技術の仕組みやメリット、注意点などを解説します。また、上記を理解するにあたって必要になる用語のIPv4、IPv6、PPPoE、IPoEの意味も紹介しているため、ぜひ参考にしてください。

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IPv4 over IPv6とは何か?

インターネットの光回線の速度に悩むユーザーに向けて、注目を集めているサービスが「IPv4 over IPv6」です。IPv4 over IPv6とは、IPv6環境で通信を行いながら、IPv4アドレスでの通信も可能にする技術です。IPv4 over IPv6は、サービス名として「v6 プラス」と表記する場合もあります。

光回線では、網終端装置を中継して接続する方式が主流です。しかし、アクセスが集中すると通信速度が遅くなることが課題でした。一方、インターネット回線に接続するまでに中継ポイントを介さない、新たな接続方式のIPv6を選択することで、インターネット接続の速度低下を防いでいます。IPv6パケットの中にIPv4パケットを包含して通信することで、IPv6接続だけではなく、必要に応じてIPv6接続で通信でき、必要に応じてIPv4アドレスでの通信も可能にする技術のことを「カプセル化」 と言います。

IPv6(IPoE)を利用するためには、インターネットを接続する企業側だけでなく、プロバイダーなどの接続サービス側もIPv6に対応する必要があります。どちらもIPv6に対応していない場合は、IPv6からIPv4に自動的に変わるため、IPv6(IPoE)接続による速度改善は期待できません。

「IPv4 over IPv6」によって、IPv4(PPPoE)で混雑しがちな網終端装置を介さずにインターネット接続ができるようになりました。これにより、IPv4を利用した場合でも、高速通信が期待できるようになったのです。

1 IPv4 over IPv6という技術が開発された背景

以前から、IPv4アドレスの枯渇が予見できたため、IPv4に代わるIPv6の開発が進められてきました。しかし、IPv4もいまだに使われています。これにより、IPv6とIPv4を臨機応変に利用できる技術の必要性が重視され、両方を上手く使い分けられるIPv4 over IPv6という新たな技術が生まれたのです。

IPv4とIPv6を比較した場合の特徴や違いは、後ほど解説します。

2 【参考】IP(IPアドレス)とは

IPとは、スマートフォンやパソコンなどのインターネットに接続された、デバイスのデータの送受信に必要となる通信規格のことです。現在は、「バージョン4(IPv4)」と「バージョン6(IPv6)」の2つが混在して利用されている状態にあります。

IPアドレスとはWeb上の住所のようなものです。インターネットにパソコンやスマートフォンなどの端末が接続される際に、番号が割り振られます。

3 【参考】インターネット接続の仕組み

インターネットに接続できる通信方式は、以下の3種類です。

・IPv4(PPPoE)
・IPv6(PPPoE)
・IPv6(IPoE)

「IPv4(PPPoE)」は、IPv4とPPPoEの組み合わせによってインターネット回線に接続するため、IPv4方式のWebサイトにのみアクセスできます。網終端装置を中継してから接続すると、アクセスが集中したときにインターネット回線が混雑しやすい特徴があります。

「IPv6(PPPoE)」は、IPv6とPPPoEの組み合わせによる接続方法のことです。IPv6に対応している接続サービスへのアクセスが可能です。ただし、IPv4には対応していません。通信速度は「IPv4(PPPoE)」と変わらず遅い傾向にあります。

3種類の中で通信速度が速い接続方式の組み合わせは「IPv6(IPoE)」です。現時点では、IPoE接続はIPv6の使用に限定した通信方式のため、IPoEを使用できないIPv4に限定したWebサイトなどの利用はできません。

以下では、PPPoE接続とIPoE接続の特徴を解説します。

PPPoEとは

企業や一般家庭などのイーサネット上で使用できる従来の通信方式のことを「PPPoE」と呼びます。インターネット接続に電話回線を使用した接続方式を、イーサネット用として応用した技術が用いられています。

PPPoEは、モデムを利用したインターネット接続や、ルーター同士を接続する際に用いられるプロトコルのことを指します。IPv6対応の接続サービスに切り替えない限りは、従来通りのPPPoE方式によって通信が行われます。

PPPoEでは、インターネット回線への接続にあたって、中継ポイントにアクセスするためにIDやパスワードの入力や設定が必要です。

IPoEとは

インターネットの接続の際に、網終端装置を介さない通信方法のことを「IPoE」と言います。プロバイダーのネットワークに直接接続して通信するため、インターネット回線の混雑がなく、PPPoEよりも安定した通信環境で利用できます。

網終端装置を中継してインターネット回線に接続するPPPoEは、IDやパスワードの入力が不可欠です。一方、IPoEはそれらのネットワークを介さずにインターネット回線に接続できるため、IDやパスワードなどは不要です。

また、PPPoEは網終端装置を中継することから、「トンネル方式」と呼ばれ、IPoEは「ネイティブ方式」と呼ばれています。IPoEは次世代型の接続方式として注目を集めています。

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IPv4とIPv6との違い

IPv4とIPv6の特徴について紹介します。さらに「IPv4」と「IPv6」、「IPv6」と「IPv4 over IPv6」のそれぞれの違いを解説します。

1 IPv4の特徴

IPv4は、1990年代後半から使用している従来型の接続方式で、IPのバージョン4にあたります。IPv4で利用できるIPアドレスの数は約43億個と限られています。

近年、パソコンやスマートフォン、タブレット端末などが普及しているため、1人2台以上を所有するケースも多いです。そのため、IPv4だけでは全世界で利用される端末を管理しきれないことが課題でした。

2 IPv6の特徴

IPv6で利用できるIPアドレスは、IPv4と比べて無限に近い数の端末への割り当てが可能です。IPv4が以前から枯渇することが想定できたため、IPv6はIPアドレスの割当数を増やす目的で開発された新しい接続方式です。

ちなみに、YouTubeやGoogleのGmail、FacebookなどのWebサイトは、IPv6に対応しています。

3 IPv4とIPv6の違い

IPv4とIPv6の違いは、以下に示すIPアドレスの数や表記方法などがそれぞれで異なることです。

【IPv4】
・IPアドレス数:約43億個
・表記方法:32桁の2進数で表記
・網終端装置の有無:有り
・対応機器:IPv4対応のルーター

【IPv6】
・IPアドレス数:約430澗(かん)※1
・表記方法:16桁を8つに区切ったうえで16進数で表記
・網終端装置の有無:なし
・対応機器:IPv6対応のルーター

IPv4からIPv6に変更する際は、設定変更やルーターの買い替えが必要になる場合もあるため、注意が必要です。

1澗は「一兆×一兆×一兆」と同等です。

4 IPv6とIPv4 over IPv6の違い

IPv6とIPv4 over IPv6で明確な差は、IPv4へのアクセスや通信が可能かどうかという点です。

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IPv4 over IPv6のメリット

IPv4 over IPv6を利用した場合のメリットについて解説します。

1 IPv6環境でもIPv4の利用ができる

IPv4 over IPv6では、IPv6環境でもIPv4形式の通信パケットの利用が可能です。たとえば、IPv6でインターネット回線に接続した場合、WebサイトがIPv4対応でも直前でIPv6からIPv4へ自動変換されます。したがって、IPv4、IPv6のどちらのWebサイトにもアクセスできます。

2 通信速度の改善に役立つ

IPv4 over IPv6を利用する最大のメリットは、通信速度の改善に役立つことです。IPv6 環境で通信することによって、アクセスが集中する終端装置を介さないため、通信速度がIPv4よりも改善される場合があります。また、安定した通信を維持できるため、通信速度が遅いと悩む心配はありません。

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IPv4 over IPv6の注意点

IPv4 over IPv6を利用する際の注意点について解説します。

1 提供しているプロバイダーと、対応ルーターに注意

IPv4 over IPv6の利用には、提供しているプロバイダーや利用するルーターがIPv4 over IPv6に対応している必要があります。IPv4 over IPv6の通信技術は、「4rd/SAM」「MAP-E」「DS-Lite」の3つに分類されています。

いずれも、IPv6とIPv4に対応していますが、「4rd/SAM」と「MAP-E」はポート開放が可能なものの、「DS-Lite」ではポート開放はできません。

プロバイダーによって採用する通信技術が異なるため、必要に応じてオプションへの申し込みや追加料金の支払いなどが必要になるケースもあります。IPv4 over IPv6に切り替える際は、プロバイダーと対応ルーターの確認を忘れずに行いましょう。

2 ポート開放制限があるので注意

IPv4 over IPv6では、IPアドレスのほか、ポートも複数のユーザーと共有します。そのため、ポート開放は制限され、割り当てられたポートのみを開放できます。

また、固定IPが使用できないため、利用できる接続サービスも少ないです。それにより、これまで利用できたサービスでも、IPv4 over IPv6で利用できなくなるケースも少なくありません。

たとえば、VPS(仮想専用ネットワーク)などのPPTPや、Linux kernel・Solaris・AIXなどのOSを始めとするSCTPを利用するサービスなどです。広く利用されているWindowsやMacなどのOSは使用できます。

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まとめ

IPv4 over IPv6は、従来から利用しているIPv4と次世代型のIPv6の両方に対応できる新たな接続方式です。メリットとして、IPv6 環境下でIPv4アドレスによる接続が可能なうえに、通信が安定している、通信速度の改善などが挙げられます。

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