IPv4とIPv6の違い｜モバイル2級で問われる点

IPv4 と IPv6 は、どちらも「インターネットで、データを宛先のアドレスまで届けるためのプロトコル（IP）」です。最大の違いはアドレスの長さで、IPv4 は 32 ビット、IPv6 は 128 ビットです（RFC 791・RFC 8200、確認 2026-09-27）。32 ビットで表せる数は約43億しかなく、端末の爆発的な増加に足りなくなったことが IPv6 の出発点です。

IPv4 の在庫は実際に尽きています。JPNIC によると、IANA で新規に割り振れる IPv4 アドレスは2011年2月3日になくなり、アジア太平洋地域の APNIC でも2011年4月15日に通常の申請で割り振れる在庫がなくなりました（JPNIC、確認 2026-09-27）。

IP はどちらの版も「届ける努力はするが、届いたかの確認はしない」方式です。RFC 791 も、IP には信頼性のある通信の仕組みはなく、確認応答もないと明記しています。届いたかの確認や再送は、上の層の TCP が受け持ちます。

RFC 791（IPv4）、RFC 8200（IPv6）、RFC 4291（IPv6 のアドレス体系）をもとに、4択で比べられやすい項目をまとめました（確認 2026-09-27）。

IPv6 の表記は、各16ビットの先頭の0を省略でき、0が続く区間を「::」で1回だけまとめられます（RFC 4291）。「::」を2回使うと、何個の0を省いたのか決められなくなるためです。RFC 5952 は表記を1通りにそろえるため、先頭の0は必ず省く、「::」はできるだけ長い区間に使う、16ビット1つだけの0には使わない、英字は小文字で書く、と推奨しています（確認 2026-09-27）。

IPv6 のヘッダを固定長にし、チェックサムや途中での断片化をなくしたのは、ルータが1つ1つのパケットを速く処理できるようにするためです。誤りの検出は下の層（データリンク層）や上の層（TCP・UDP）に任せています。

IPv4 のアドレス不足をしのぐ代表的な方法が、組織の中だけで使うプライベートアドレスと、それをグローバルアドレスに付け替える NAT です。プライベートアドレスは RFC 1918 で 10.0.0.0/8・172.16.0.0/12・192.168.0.0/16 の3つの範囲が決められています。さらに通信事業者の網の中で多数の利用者に1つのグローバルアドレスを共有させる CGN（キャリアグレード NAT） のために、RFC 6598 で 100.64.0.0/10 が共有アドレス空間として確保されました（確認 2026-09-27）。

ただし NAT は外から内への通信を始めにくくするなど、エンドツーエンドの通信を妨げる面があります。根本的な解決は IPv6 への移行で、その技術は大きく次の3種類に分けられます。

NAT64（RFC 6146、2011年）は、IPv6 だけを持つ端末が IPv4 のサーバと通信できるようにする変換で、IPv4 の宛先から IPv6 のアドレスを合成する DNS64（RFC 6147）と組み合わせて使います。464XLAT（RFC 6877、2013年）は、端末側の変換（CLAT）と事業者側の変換（PLAT）を組み合わせ、IPv6 だけの網の上で IPv4 しか扱えないアプリも使えるようにする方式で、RFC 自体がモバイル網での利用を想定して書かれています（確認 2026-09-27）。

モバイル網では、3GPP の EPS は Release 8 の最初から IPv4・IPv6・IPv4v6（デュアルスタック）の接続の種類に対応し、IPv6 では接続ごとに /64 のプレフィックスを割り当て、端末がステートレス自動設定でアドレスを作る、と RFC 6459（2012年）が説明しています（確認 2026-09-27）。LTE のコアネットワークはEPCとはで解説しています。

モバイル2級の出題カテゴリでは「ワイヤレス通信の原理とネットワーク技術」（15%）に当たります（MCPC 公式ページの図で確認、2026年9月時点）。100問なら約15問の枠です。

公式テキスト『モバイルシステム技術テキスト 第11版』の章立てでは、第5章「インターネット基盤技術」の範囲と当サイトは見ています。章とカテゴリの対応は当サイトの推定です。出題の頻度や配点は公表されていないため、以下は4択で問われうる観点を当サイトが整理したものです。

• アドレス長（32ビットと128ビット）と、表記の方法（10進ドット区切りと16進コロン区切り）
• IPv6 の省略表記のルール（先頭の0の省略、「::」は1回だけ）
• ヘッダの違い（固定長40バイト、チェックサムなし、断片化は送信元だけ）
• NAT・プライベートアドレス・CGN の役割
• デュアルスタック・トンネル・変換の区別と、NAT64・464XLAT の使いどころ

選択肢で迷ったときに見直す点を、つまずき別にまとめました。

（当サイトの独自問題）RFC 8200 に規定された IPv6 のヘッダについて、最も適切な記述はどれか。

1. 1ヘッダは可変長で、ヘッダチェックサムを持ち、経路上のルータが断片化を行う
2. 2ヘッダは40バイトの固定長で、ヘッダチェックサムを持たず、断片化は送信元だけが行う
3. 3ヘッダは20バイトの固定長で、ヘッダチェックサムを持ち、断片化は受信先だけが行う
4. 4ヘッダは40バイトの固定長で、ヘッダチェックサムを持ち、経路上のルータが断片化を行う

正解：2。IPv6 の基本ヘッダは40バイトの固定長で、ヘッダチェックサムはなく、断片化は送信元だけが行います（RFC 8200）。

1：可変長でチェックサムを持ち、ルータが断片化するのは IPv4 の特徴です。3：20バイトは IPv4 の最小のヘッダ長で、断片化を「受信先だけが行う」ことはありません（受信先は組み立て直す側です）。4：固定長40バイトは正しいものの、チェックサムとルータによる断片化の部分が誤りです。

（当サイトの独自問題）IPv6 アドレス 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0002:0001 を、RFC 5952 の推奨に従って表記したものとして、最も適切なものはどれか。

1. 12001:db8::2:1
2. 22001:db8::2::1
3. 32001:db8:2:1
4. 42001:0db8::0002:0001

正解：1。各区間の先頭の0を省き、0が続く4区間を「::」で1回だけまとめると 2001:db8::2:1 になります。

2：「::」を2回使っているため、それぞれ何区間の0を省いたのか決められず、正しい表記になりません。3：「::」を使わずに0の区間を消しているので、8区間に戻せず別のアドレスになってしまいます。4：アドレスとしては同じものを表せますが、先頭の0を省いておらず、RFC 5952 の推奨に合いません。

（当サイトの独自問題）IPv6 だけで構築したモバイル網の上で、IPv4 しか扱えないアプリも使えるようにするため、端末側の変換と事業者側の変換を組み合わせる方式として、最も適切なものはどれか。

1. 1デュアルスタック
2. 2キャリアグレードNAT（CGN）
3. 3IPv6 over IPv4 トンネル
4. 4464XLAT

正解：4。464XLAT は、端末側の CLAT と事業者側の PLAT の2か所の変換を組み合わせ、IPv6 だけの網の上で IPv4 の通信を通します（RFC 6877）。

1：デュアルスタックは網と機器が IPv4 と IPv6 の両方を持つ方式で、IPv6 だけの網という前提に合いません。2：CGN は IPv4 のプライベートアドレスを IPv4 のグローバルアドレスに付け替える仕組みで、版をまたぐ変換ではありません。3：IPv6 over IPv4 トンネルは IPv4 の網の上で IPv6 を運ぶ方式で、向きが逆です。

比較表の「アドレス長・ヘッダ・断片化」と、移行技術の3種類を言えるようになったら、4択で確かめる段階です。モバイル2級の無料お試し20問は登録不要で、公式カテゴリの比率に合わせた問題と全問の解説を確認できます。

IPv6 のアドレスを名前から引く仕組み（AAAA レコード）はDNSの仕組みとは、IP の上で届いたかを確認する層はTCPとUDPの違い、ウェブの通信の世代の違いはHTTP/2とHTTP/3の違いで続けて確認できます。試験全体はモバイル2級の試験概要へ。