IPv4とIPv6とは？一言でいうと何が違う？
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。
アドレス長・表記・ヘッダはどう違う？比較表で確認
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）。
IPv4
RFC 791
- ヘッダの長さ最小20バイト（オプションで可変）
- ヘッダチェックサムあり
- 断片化経路上のルータも行える
IPv6
RFC 8200
- ヘッダの長さ40バイトの固定長（追加は拡張ヘッダ）
- ヘッダチェックサムなし
- 断片化送信元だけが行う
3点とも、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の変更。
| 項目 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| 仕様 | RFC 791（1981年9月） | RFC 8200（2017年7月、インターネット標準 STD 86。旧 RFC 2460 を置き換え） |
| アドレス長 | 32ビット | 128ビット |
| 表記 | 8ビットずつ10進数で4つ、ドット区切り（例：192.0.2.1） | 16ビットずつ16進数で8つ、コロン区切り（例：2001:db8::1） |
| ヘッダの長さ | 最小20バイト（オプションで可変） | 40バイトの固定長（追加の情報は拡張ヘッダで） |
| ヘッダチェックサム | あり | なし |
| 断片化（フラグメント） | 経路上のルータも行える | 送信元だけが行う |
| 中継できる回数の上限 | TTL（Time to Live） | Hop Limit |
| ブロードキャスト | あり | なし（マルチキャストで代替） |
| 最小の MTU | 576バイトまでの受信を必須とする | すべてのリンクで1280バイト以上 |
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。
NATと移行技術は、アドレス不足をどう補っている？
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。
デュアルスタック
- 仕組みIPv4とIPv6の両方のアドレスを持ち、相手に応じて使い分ける
- 代表例多くの端末・網
トンネル
- 仕組み一方の版のパケットを、もう一方の版に包んで運ぶ
- 代表例IPv6 over IPv4 など
変換
- 仕組みIPv4とIPv6のヘッダを付け替えて相互に通信させる
- 代表例NAT64＋DNS64、464XLAT
版をまたいで通信させるのは「変換」。通常のNAT・CGNはIPv4どうしの付け替え。
当サイトの整理です。
| 種類 | 仕組み | 代表例 |
|---|---|---|
| デュアルスタック | 機器が IPv4 と IPv6 の両方のアドレスを持ち、相手に応じて使い分ける | 多くの端末・網で採用 |
| トンネル | 一方の版のパケットを、もう一方の版のパケットに包んで運ぶ | IPv6 over IPv4 など |
| 変換（トランスレーション） | IPv4 と IPv6 のヘッダを付け替えて相互に通信させる | NAT64＋DNS64、464XLAT |
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。
AAAAが返っても、その通信がIPv6で成功したとは限らない
デュアルスタック端末で、同じサーバ名にIPv4のAレコードとIPv6のAAAAレコードがあるとします。アドレスを受け取ることは、経路が通ることやアプリが接続できることとは別です。RFC 8305では、IPv6などの候補が失敗するときに、別の候補を遅延を抑えて試す方式を説明しています。
例えばIPv6側の経路だけに問題があり、アプリがIPv4側で接続に成功すると、利用者はページを開けます。その成功だけを見てIPv6も正常と結論づけず、実際に選んだ接続先と各経路の結果を分けます。
| 見たもの | 分かること |
|---|---|
| DNSにAとAAAAがある | 両形式のアドレス候補がある |
| 実際の接続がIPv4で成功 | その接続の結果。IPv6経路の成功までは言えない |
| 端末にIPv6アドレスがある | IPv6を設定した事実。宛先への到達性は別に見る |
名前からアドレスを得る段階はDNSの仕組みへ。ここではデュアルスタックと、各経路の実際の到達性を切り分けます。
モバイル2級ではどこで、どう問われる？
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
どこで取り違えやすい？つまずき別の整理
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。
先頭の0を省く ＋ 0が続く区間を「::」で1回だけまとめる
- 1元の表記：2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001（16ビット×8区間）
- 2各区間の先頭の0を省く：2001:db8:0:0:0:0:0:1
- 30が続く5区間を「::」で1回だけまとめる
2001:db8::1
「::」を2回使うと、何区間の0を省いたのか決められなくなる。
表記のルールは RFC 4291・RFC 5952 によります。
| よくある取り違え | 正しい整理 | 見分けるポイント |
|---|---|---|
| IPv6は64ビットのアドレス | IPv6は128ビット。64ビットはよく使われるプレフィックスの長さ | /64 は前半のネットワーク部 |
| 「::」は何回使ってもよい | 「::」は1つのアドレスで1回だけ | 2回あると0の個数が決まらない |
| IPv6もルータが断片化する | IPv6の断片化は送信元だけが行う | ルータの処理を軽くする設計 |
| IPv6のヘッダにもチェックサムがある | IPv6のヘッダにチェックサムはない | 誤り検出は上下の層に任せる |
| IPv6にもブロードキャストがある | IPv6にブロードキャストはなく、マルチキャストで代替 | RFC 4291 に明記 |
| NATでIPv4とIPv6が通信できる | 通常のNATはIPv4どうしの付け替え。版をまたぐのはNAT64など | 「64」が付くかどうか |
確認問題1
IPv6のヘッダの説明として正しいのは？
（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。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
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。
確認問題2
IPv6アドレスの推奨される表記は？
（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。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
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。
確認問題3
IPv6だけの網でIPv4のアプリを使う方式は？
（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。
選択肢を準備しています。「正解と解説を見る」は先に開けます。
正解と解説を見る
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。
読んだあと、次に何をすればいい？
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。
経路の途中で大きさが制限される場合
MTU・MSS・PMTUDの図解で、経路の最小値とTCPデータ量の違いを確認できます。IPv6の途中のルーターと送信元の役割も分けます。
アドレス範囲を経路の承認へつなげる
プレフィックス長は、経路起点の承認情報を読むときにも使います。RPKI・ROAとROVの3状態で、同じASでもmaxLengthの条件によってInvalidになる自作例を確認できます。
関連する資料・判断をもう一段深める
新しい名前を追加しても解決できない場合の学習には、DNSのネガティブキャッシュとTTLも使えます。問い合わせ先・応答の種類・取得時刻をそろえ、権威側とキャッシュ側を分けて読みます。
IPv4の範囲を、プレフィックス長を替えて確かめる
アドレス長の違いを確認したら、IPv4サブネット計算ツールで/26・/31・/32を比べられます。範囲の先頭と最後、ネットワーク部のビット数、ホスト数の途中式を表示します。/31のポイントツーポイントや/32の扱いを、通常の「2を引く」式と区別して確認するための学習用です。IPv6へ同じ式をそのまま当てはめるものではありません。