IPv4とIPv6とは？PPPoEとIPoEって？何が違うの？

この記事では、IPv4とIPv6の2つの規格の違いと、それぞれの特徴やメリットをわかりやすく解説します。IPアドレスを変更する場合にはVPNを利用するのが便利ですが、まずはIPアドレスの種類を知りたいという方、必見です。

さらに、IPv4とIPv6を語る上では欠かせない、次世代のインターネット接続方式である「IPoE」と、今までの主流な接続方式である「PPPoE」についても深く掘り下げていくので、ぜひ参考にしてください。

IPv6は数十年前から存在していますが、その前身であるIPv4をまだ追い越せていません。実際のところ、IPv6はIPv4よりも優れているのでしょうか？IPv6とIPv4の主な違いを見ていきましょう。

インターネットに接続された各デバイスは、情報を送受信するためのアドレスを必要とします。科学者は、80年代にIPv4を発明してこの問題を解決しました。このインターネットプロトコルによって、32ビットの数値アドレスを導入し、約43億個のユニークなIPアドレスを持つことができるようになりました。発明から40年後には、何百万人もの人々がそれぞれ少なくとも数台のインターネット接続デバイスを所有するようになるとは、誰が想像できたでしょうか？

IPv4では、世界の人口に十分なIPアドレスを提供できないことはすぐに明らかになりました。IPv4が登場した初期の頃、大企業に数十億のIPアドレスが割り当てられていたことも問題を悪化させました。それらのIPアドレスは現在ではもう使われていませんが、大企業が古いIPアドレスを返還するのを拒否しているのです。

90年代には128ビットのIPアドレスを提供する新技術が発明され、3.4×10^38個のユニークなアドレスが提供されました。これは、世界中のすべての人が10億台のデバイスを所有していたとしても、十分すぎるほどです。しかし、これまでIPv6はまだ完全に実装されていません。なぜでしょうか？

• IPv6はIPv4との下位互換性を提供していない。

ウェブサイトがIPv4で実行されているにもかかわらず、デバイスとISPが新しいプロトコルを使用している場合、そのウェブサイトにアクセスすることはできません。ウェブサイトにアクセスするには、使用しているデバイスが両方のプロトコルに対応している必要があります。

最近のルーターや電子機器のほとんどはIPv6をサポートしていますが、世界的な変化をシームレスに起こすためには、すべてのデバイス、オペレーティングシステム、およびISPがシステムをアップグレードする必要があります。サービスの中断を避けるためには、しばらくの間、両方のプロトコルを実行しなければならず、コストがかかる可能性があります。

• 平均的なユーザーにとってメリットが明らかではない。

企業は、顧客が直接的な影響を感じない、あるいは価値をあまり感じない場合、新しい技術へ投資をすることが難しいと感じています。より多くのIPアドレスを作成することは重要であり、先見の明のある目標ですが、実際にアドレスが尽きるまでは、普通のユーザーには影響がありません。

IPv6はIPアドレス不足を解消してくれましたが、IPv4と比較するとさらに他のメリットもあります。

1. セキュリティの向上

IPv6はセキュリティを念頭に置いて構築されました。これにより、機密性、認証、データの完全性が提供されます。IPv4のコンポーネントであるICMP（インターネット制御通知プロトコル）はマルウェアを持ち込む可能性があるため、企業のファイアウォールではブロックされることが多いです。一方、IPv6のICMPパケットはIPSecを使用できるため、より安全性が高くなっています。

2. 地理的な制限がない

IPv4アドレスとは異なり、IPv6アドレスは世界の特定のエリアで有利になることはなく、誰もが利用できるようになります。IPv4アドレスは、作られた時点ですでにその50%がアメリカ用に確保されていました。

3. より効率的なルーティング

IPv4のヘッダーは長さが可変ですが、IPv6のヘッダーは一貫しています。このため、これらのアドレスにルーティングするためのコードがシンプルになり、ハードウェア処理も少なくて済むようになります。その結果、IPv6の方がサービス品質やユーザーエクスペリエンスにおいてより良いものとなっています。

4. エンドツーエンドの接続性

エンジニアは、IPアドレスの不足を解決するために、ネットワークアドレス変換（NAT）方式を考案しました。IPv6では、すべてのデバイスに十分なIPアドレスが作成されるため、NATが不要になります。各デバイスはインターネットに接続し、ウェブサイトと直接通信できるようになりました。

5. 自動設定

IPv6の最も優れた機能の1つは、間違いなくステートレスアドレス自動設定です。この機能により、サーバーなしでもデバイスにIPアドレスを割り当てることができるようになりました。サーバーの代わりに、IPアドレスはすべてのデバイスが固有に持つMACアドレスを使用して生成されます。これにより、同じネットワークに接続されているデバイス同士を簡単に見つけることができます。

近年、IPv4へ接続する際にPPPoE方式を使い、IPv6へ接続する際はIPoE方式を使うサービスが増えてきています。IPv6への接続は混雑しにくいですが、IPv4への接続では遅延が発生する可能性があります。この問題を解決するために開発されたのが、IPv4 over IPv6です。

IPv4 over IPv6とは、IPv4への接続でもIPv6と同じIPoE方式でインターネット通信を実現する技術のことです。ブロードバンドルーターでIPv4のパケットデータをIPv6に変換して通信を行うので、パケットがアクセス先のウェブサイトやウェブサービスに到達する直前でIPv4に変換されます。

IPv6の仮想のトンネルを抜けるため、この技術は「トンネリング」と呼ばれていて、トンネリングのおかげでIPv6に対応していないIPv4のウェブサイトやウェブサービスでもIPoE方式で扱うことができます。

アクセスするウェブサイトや、利用するコンテンツがIPv4かIPv6を問わず、混雑しにくい通信環境を利用できることがIPv4 over IPv6を導入するメリットと言えるでしょう。

IPoEやPPPoEの「oE」は、「over Ethernet」の略で、イーサネットという通信規格を使ってインターネット接続することを意味します。

ここからは、IPoEとPPPoEの違いと、それぞれの特徴について掘り下げていきます。

PPPoEは、イーサネットフレーム（オフィスや一般家庭で利用されているネットワーク）上で、PPP（ポイントトゥポイントプロトコル）という通信方式の機能をカプセル化するための通信プロトコルです。

PPPはシリアルインターフェースを利用した通信方式の1つで、コンピュータをインターネットに接続するときやルーター同士を接続するとき使用されるプロトコルです。パスワードによるユーザー認証の機能が含まれています。

PPPoEは、ADSLやケーブルテレビ（CATV）、光ファイバー（FTTH）などのインターネットサービスプロバイダでよく使われています。

IPoEはIP over Ethernetの略で、PPPoEより新しい次世代の接続方式です。個人のユーザーと事業者側のネットワークを直接接続してIP通信を行います。企業内のLANなどと同じ仕組みであるため、PPPoEのように接続用のユーザー名やパスワードを必要としません。IPoEは、イーサネットフレームを用いる前提で考えられているので、とても簡単にインターネットに接続できるというメリットがあります。

IPoE方式はIPv6のみに対応しているため、膨大な数のIPアドレスを利用できます。多くの場合、PPPoEよりも大容量の設備を利用できるので、混雑しがちな接続を避けられるというメリットがあります。

VPNの大半はIPv4で動作します。これは、IPv6上で動作するウェブサイトにアクセスしようとすると、VPNがあなたのトラフィックを外部のIPv6 DNSサーバーにリダイレクトすることを意味します。トラフィックは安全なVPNトンネルから出ることになり、もはや安全ではなくなります。

これにより、DNSリークの影響を受けやすくなり、あなたのIPアドレスとロケーションが公開されたり、あなたが訪問しているウェブサイトのサービスを混乱させたりする可能性があります。さらに、ISPがあなたのオンラインアクティビティを監視できるようになり、VPNを使用する目的に反する状態にもなってしまいます。このようなリークは、DNS漏洩テストを使用しなければ検出するのはとても困難です。

これを避けるために、NordVPNはDNSリーク保護を提供しています。現時点では、一部の解決策としてほとんどのIPv6トラフィックを無効にしていますが、NordVPNは将来的にIPv6をサポートすることを計画しています。

今回は、IPv4接続とIPv6接続、さらにPPPoE接続とIPoE接続の違いや特徴、メリット・デメリットについて解説しました。

IPv6はIPv4と比較すると、メリットがたくさんありますが、現時点では多くのウェブサイトやウェブサービスがIPv6に対応していません。

IPv6の通信網でIPv4を用いたインターネット通信が可能になる技術が「IPv4 over IPv6」で、ユーザーがIPv6でインターネットに接続しながら、IPv4にしか対応していないウェブサイトやウェブサービスにアクセスできるようになります。

また、VPNを使用している状態でIPv6上で動作するウェブサイトにアクセスしようとすると、セキュリティが脆弱になる可能性があります。こうした危険性に対する対策を設けているVPNサービスを選び、安全かつ快適にインターネットを使用しましょう。