IPv6

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IPv6はIPv4の後継のプロトコルです。
アドレス空間はIPv4が32bitに対し、IPv6は128bitとなっています。IPv6はIPv4の2^96倍ものアドレスを確保できます。

IPv6の構成、表記

IPv6アドレスの構成は前半がプレフィックス、後半がインターフェイスIDと呼ばれており、IPv4でいうネットワーク部とホスト部に相当します。

プレフィックスインターフェイスID
nビット128-nビット

IPv6アドレスの表記はアドレスを16bitずつ8つのセクションに区切り、各セクションを4bit毎に16進数に変換します。

0010000111011010000000001101001100000000001110110000001010101010000000001111111111111110001010001001110001011010
0010000111011010 0000000011010011 0000000010111100 0010111100111011 0000001010101010 0000000011111111 1111111000101000 1001110001011010
21DA 00D3 0000 2F3B 02AA 00FF FE28 9C5A

21DA:00D3:0000:2F3B:02AA:00FF:FE28:9C5Aとなったわけですが、ルールに従って略すことができます。

  • セクション先頭の0は省略可能
  • 0しかない連続したセクションは::で省略可能

略すとこうなります。
21DA:D3::2AA:10:FE28:9C5A

IPv6のヘッダ

IPv6ではv4で必須ではないフィールドをいくつか廃止したためヘッダ長が40byteに収まっています。
必須となる最小限のヘッダを標準ヘッダといい、必要なときに任意で付加するヘッダを拡張ヘッダと呼びます。

以下は標準ヘッダの図です。wikipedia

標準ヘッダの主なフィールド

Version
IPヘッダのバージョンを表す。IPv6なので6が入る。
Traffic Class
優先度を付けることができる
Flow Label
一連の流れとして扱いたいデータの識別情報が格納される領域
Payload Length
パケットのデータ部
Next Header
上位プロトコルのヘッダや拡張ヘッダを表す
Hop Limit
v4のTTLに相当 消費期限
Source Address
送信元アドレス
Destination Address
送信先アドレス

拡張ヘッダの主なフィールド

ホップバイホップオプション
途中通過するルータで処理されるオプションが格納されているヘッダ。
宛先オプション
最終あて先ノードで処理されるオプションが格納されているヘッダ。
経路ヘッダ
途中通過する経路のIPアドレスを格納したヘッダ。ソース・ルーティングに使用される。IPv4のルーティングヘッダとほぼ同じ。
フラグメントヘッダ
フラグメント情報を格納するヘッダ。IPv6では途中のルータがフラグメントを分割・再構成することはなく、送信元でのみ行われる。送信・受信の各ホストで経路MTU探索 (Path MTU Discovery) を行い、MTUを制御する。
認証ヘッダ
IPsec AHの認証データを格納するヘッダ
ペイロード暗号化ヘッダ
IPsec ESPの情報を格納するヘッダ。暗号化されたパケットは、IPヘッダとこのESPヘッダ以外は暗号化される。
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