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【理論編】v6プラスを支えるテクノロジー(IPv6 IPoE+IPv4 over IPv6)

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v6プラスはなぜインターネット通信速度を高速化するのか

このエントリーは以下のエントリーに関連したものになりますので、まだご覧になっていない方は是非こちらからご覧ください。

以下のエントリーではNTT東西のフレッツ光回線(光コラボを含む)において、インターネット通信速度を高速化するv6プラスに対応したプロバイダ(ISP)と市販のルーターをそれぞれ現役のITエンジニアがプロ目線でおすすめ度順に紹介しています

今回のエントリーでは上記に関連して「なぜv6プラスを適用するとインターネット通信速度が速くなるのか?」について解説をしてみたいと思います。

もしv6プラスの仕組みに納得ができたら、以下のエントリー内容を是非ご自身でも実践してみてください。ストリーミング系の動画サイト(Youtube,ニコニコ動画など)がめっちゃ快適にサクサク視聴できますよ

 

v6プラスは「IPv6 IPoE」と「IPv4 over IPv6」という技術により支えられている

v6プラスによる通信高速化のメリットの仕組みは、

  • IPv6 IPoE
  • IPv4 over IPv6

という2つの通信技術により支えられています。それぞれ簡単にざっくりと解説していきますが、より詳細な技術情報を知りたい方は参考情報として掲載する後述のリンク集をご確認ください。

IPv6 IPoEとは

IPv6 IPoEとは、自宅のネットワーク機器とフレッツ光回線(以下、NGN網)の接続方式の一種であり、「ネイティブ接続」とも呼ばれる接続方式です。

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△NTT東西:NGN IPv6 ISP接続<ネイティブ方式>サービス仕様書より

IPv6 IPoEとは何かを理解するためにはこの対となる接続方式である"PPPoE"の理解が欠かせないのですが、本エントリーでは以下のポイントにのみ絞って抑えておけばとりあえずは十分だと思います。

【ここだけ抑えよう!IPv6 IPoEのポイント】

  • パソコンとNGN網内の通信方式には①IPv4 PPPoE、②IPv6 PPPoE、そして③IPv6 IPoEの3方式がある
  • ①IPv4 PPPoEと②IPv6 PPPoEの通信方式は、NGN網内においてパソコンとプロバイダ間に仮想的な通信トンネルを作る。の通信トンネルには最大200Mbps(低速)の速度上限が設けられてしまう
  • IPv6 IPoEの通信方式はNGN網内においてパソコンとプロバイダ間との通信トンネルは作らない。そのため③IPv6 IPoEには速度上限が設けられず、最大1Gbpsの高速通信をすることが可能。ただしIPv6に対応した一部のインターネットサイトのみにしか通信することができない

 

IPv6 IPoEのメリット

上記のポイントにも記載してありますが、IPv6 IPoEのメリットは「IPv6に対応したインターネットサイトに対する最大1Gbpsの高速通信」です。1Gbpsの速度っていうと、現在のテクノロジーでは限界に近い、かなり高い部類の数値です。

ただこんな素敵なメリットがあるIPv6 IPoEにもひとつ弱点があります。それはIPv6 IPoEでは旧世代通信技術のIPv4のサイトとは通信することが出来ないという弱点です。そして残念なことに2017年現在、インターネットというものはほとんどIPv4サイトによってのみ構成されています。

代表的なIPv6サイトでいうとfacebook、Youtube、Googleぐらいで他にはほとんど例がなく、IPv6 IPoEによる高速通信のメリットを享受することが出来るインターネットサイトはまだ多くないのが現状です

ちなみに、このはてなブログのサイトもIPv4にしか対応していません。

IPv6 IPoEの参考リンク集

IPv6 IPoEの仕組みをより詳細に解説してくれているサイトを以下にまとめておきました。ご自身の理解度やその必要性に応じて補足的にご覧いただけるといいかと思います。

NTT東西のIPv6サービスが2方式あるわけ(ASCII.JP)

 「IPv6アドレスを用いたインターネット接続」について(NTT東日本)

NTT東西、フレッツ光ネクストでIPv6接続サービスを開始(ASCII.JP)

IPv4 over IPv6とは

IPv4 over IPv6とは、旧世代通信技術であるIPv4の通信パケットを新世代通信技術であるIPv6仕様に変換する(カプセル化する)通信技術です。

IPv4 over IPv6は「MAP-E」や「DS-Lite」、「デュアルスタック」、「SAM(Stateless Address Mapping)」など様々な呼び方をされますが、多少の違いはあれ基本的に指しているものは概ね同一のものです。

本エントリーでは以下のポイントにのみ絞って抑えておけばとりあえずは十分です。

【ここだけ抑えよう!IPv4 over IPv6のポイント】

  • IPv4 over IPv6は、IPv4通信パケットをネットワーク機器や設備の機能によりIPv6仕様の通信パケットにカプセル化する。
  • IPv4 over IPv6でカプセル化されたIPv6仕様の通信パケットは、インターネット手前の入り口(ゲートウェイ)でカプセル化が解除されて元のIPv4形式の通信パケットに戻る。

 

IPv4 over IPv6のメリット

NGN網利用者に対するIPv4 over IPv6の直接的なメリットは特にありません。しかしながら先述のIPv6 IPoEにこのIPv4 over IPv6の通信方式を組み合わせることにより、あるメリットを生み出すようになります。このメリットの正体こそがv6プラスです。

IPv4 over IPv6 の参考リンク集

IPv4 over IPv6の仕組みをさらに詳細に解説したサイトを以下にまとめておきました。ご自身の理解度やその必要性に応じて補足的にご覧いただけるといいかと思います。

IPv4 over IPv6(ALAXALA Networks)

IPv4 over IPv6

IPv4 over IPv6トンネルは,IPv4パケットをIPv6によってカプセル化することでIPv6ネットワーク上にIPv4パケットが通信できる回線を仮想的に設定する機能です。トンネルの仮想インタフェースでは,IPv4パケットをIPv6でカプセル化し,またIPv6パケットでカプセル化されたIPv4パケットを元に戻します。 

DS-LIte(ITpro 日経BP)

デュアルスタック(@IT)

NTT NGNネイティブ方式上でIPv4 over IPv6提供へ(Geekなページ)

NTT NGNネイティブ方式上でIPv4 over IPv6提供へ

6rdは既存のIPv4網上にIPv6パケットを流すためのトンネル技術です。 SAMは、6rdの「逆」バージョンです。 IPv6網上にIPv4パケットを流すためのトンネルをステートレスに運用するのがSAMです。

SAMでは、ステーテレスにカプセル化処理が行われるので、設備投資が軽減されるとともに、ステートフルな方式と比べると運用も簡素化されるという利点があります。

DS-LiteでIPv4してみませんか?(てくろぐ)

フレッツ光、200Mbpsコースなのに1Gbpsになる方法が!?IPv6で意外なメリット(Internet Watch)

フレッツ光、200Mbpsコースなのに1Gbpsになる方法が!? IPv6で意外なメリット -INTERNET Watch Watch

従来のIPv4のPPPoE環境にIPv6環境を付け足すのとは逆のアプローチであり、IPv6 IPoEで提供するIPv6ネットワーク上に、トンネリングによってIPv4通信を重畳する仕組みだ。 

v6プラスのメリットの正体(イメージ図)

v6プラスを適用するとなぜインターネットの通信速度が向上するのか、その仕組みについて以下のイメージ図をもとに解説してみます。

v6プラスのカプセル化のイメージ

まず、v6プラスオプションを使うとIPv6 IPoEの効果によりIPv6サイトに対する通信速度が最大1Gbpsまで向上します(イメージ図の一番下のルート)。

次に、旧世代通信技術であるIPv4のデータパケットはIPv4 over IPv6の技術によりIPv6形式のパケットにカプセル化されます。これにより本来IPv4のデータパケットが通過するはずだったIPv4 PPPoEの通信経路イメージ図の一番上のルートからコースアウトし、その代わりにIPv6 IPoEの通信経路上をデータパケットが通過するようになりますイメージ図の真ん中のルート)。

フレッツ光回線においてIPv4 PPPoEの通信経路は最大200Mbpsという低速な速度上限が設けられていますが、IPv6 IPoEの通信経路は最大1Gbpsという高速な通信が可能です。そのため、IPv6形式に変換されたIPv4データパケットはIPv4 PPPoEの通信経路を通過する場合と比較してより速くインターネットの入り口まで到達することが出来ます。

ただこのIPv6形式のデータパケットのままではIPv4サイトには接続できないため、インターネットの手前にあるゲートウェイでIPv6形式に変換されたデータパケットを元のIPv4形式に戻してやる必要があります。この変換&変換解除までの一連の処理を最後までやりきってくれるのが、v6プラスのメリットの正体となります。

【ここだけ抑えよう!v6プラスの仕組み】

  • v6プラスは、IPv6 IPoE(高速通信)とIPv4 over IPv6(データパケット変換&変換解除)の複合技術
  • v6プラスを使うと低速な通信経路からコースアウトして、高速な通信経路に切り替わる(最大200Mbps→1Gbps)
  • v6プラスを使うとIPv6仕様のデータパケットに非対応のインターネットサイト(IPv4サイト)でも、データパケットの変換&変換解除によりIPv6 IPoEの高速通信を実現することがが出来る

v6プラスの利用に必要なもの

v6プラスのメリットの正体についてはご理解頂けたでしょうか。このv6プラスのメリットを享受するためには、以下の2つのものが必要です。

  • v6プラス対応インターネットサービスプロバイダ(ISP)との契約
  • v6プラス対応ルーター

この2つについては冒頭で紹介したエントリーでまとめておりますので、こちらをご参照ください。

フレッツ光高速化を実際にやってみよう!!!

今回のエントリーでは、「なぜv6プラスを適用するとインターネット通信速度が速くなるのか?」というv6プラスの仕組みを初心者向けに整理してみました。

正確さを追求するとどうしても難解な話になってしまうため大胆に端折った部分もありますが、本質的なところについては図解できたのではないかと思います。リンク集も是非参考にしていただけると幸いです。

さて以下のエントリーでは「実践編」と題して、v6プラスを使ってフレッツ光を高速化するために必要な手順や操作を実写の写真や画面キャプチャを多用してご紹介しています。誰でも簡単に出来るようにまとめてみたので、こちらも是非。

【続編】