IPv4とは、インターネットの誕生以来使用されてきた従来のインターネット通信規格です。インターネットの主要な通信規格であり続けていますが、しばらく前からあるため、いくつかの問題があります。現在は最新規格であるIPv6へ切り替えています。本文はIPv4とは？IPv6との違いについて解説したいです。
１ IPv4とは？
IPv4とはIPの一種です。 IPv4では、最大2の32乗=約43億のIPアドレスを割り当てることができます。しかし、現在の世界人口は約80億人（2022年時点）。1人1台の端末でも、IPv4では全員にIPアドレスを割り当てることはできません。
IPv4が提供するIPアドレスが不足し、割り当てられる新しい番号が不足しています。当時の考えは、新しい通信規格であるIPv6への移行でした。
２ IPv4とIPv6の違い
２.１ アドレスの数が違う
インターネットに接続されたデバイスには、データを送受信するためのIP アドレスが割り当てられます。また、IPv4とIPv6 では、作成できるIPアドレスの数に大きな違いがあります。
IPv4は32ビットを使用し、2の32乗(約43億)しか割り当てることができません。一方、IPv6は128ビット、つまり2の128 乗を使用して、ほぼ無制限の数のIPアドレスを割り当てます。
２.２ 表記方法が違う
IPv4では、32ビットのIPアドレスは、8ビットごとにピリオド (.)で区切り、10進数に変換して表されます。
IPv6では、128ビットのアドレスは16進数で表され、各16ビットはコロン (:)で区切られます。
２.３ 接続方式が違う
PPPoE接続はIPv4に使用され、IPoE接続はIPv6に使用されます。
PPPoEでは、インターネットに接続するために「ネットワーク終端装置」と呼ばれる装置が必要です。一方、IPoEはインターネットへの直接接続を必要としません。
ネットワークが混雑すると通信速度が遅くなるなどのデメリットもありますが、IPv6/IPoE接続は本質的にネットワーク端末を使用しないため、混雑時でも安定した高速通信が可能です。
２.４ 回線速度が違う
通信速度はIPv4/PPPoE接続時最大1Gbps、IPv6/IPoE接続時は最大10Gbpsとなります。前述のように、IPv6/IPoE接続はネットワーク終端装置を使用しないため、通信速度が向上します。
２.５ パケットの転送が違う
インターネット上でやり取りされるデータは「パケットと呼ばれるもので送受信され、各パケットには「ヘッダ」と呼ばれる送り状のようなものが添付されています。
ヘッダには、宛先がIPv4またはIPv6のどちらで記述されているか、および宛先と送信元のIPアドレスが記述されますが、IPv6で使用されるヘッダーはより単純な表記を使用します。
IPv4ヘッダには、パケットに関するすべての情報が含まれています。一方、IPv6ではヘッダが「基本ヘッダ」と「拡張ヘッダ」に分かれており、基本ヘッダーにはパケット伝送に必要な情報だけが書かれているため、読めばデータを伝送することができます。
２.６ 安全強度が違う
IPv6ではデータを暗号化するセキュリティ技術「IPsec」が標準搭載されていましたが、IPv4ではオプションとされています。IPsecは秘匿性の高いデータを安全にやり取りできるため、「IPv6のセキュリティ強度はIPv4よりも高いと言えます。
２.７ 互換性がない
IPv4とIPv6は、IPアドレスの表記や接続方法が大きく異なるため、互換性がありません。IPv4を使用するサイトは、IPv6/IPoEを使用するサイトに接続できません。逆に、IPv6を使用するサイトは、IPv4/PPPoEを使用するサイトに接続できません。
以上はIPv4の概念、IPv4とIPv6の違いを説明しました。IPv6はIPアドレスの未来です。ただし、IPv4からIPv6への移行プロセスは長く複雑です。 IPv6アドレスの使用に関心がある場合は、IPv4と組み合わせて使用することをお勧めします。これは、ほとんどのWebサイトとアプリケーションがまだ IPv4アドレスのみをサポートしているためです。IPv4とIPv6で使用される組み合わせは、デュアル スタックと呼ばれます。
