IPv4/IPv6トランスレーション

読み：あいぴーぶいよんあいぴーぶいろくとらんすれーしょん　／　英語表記：IPv4/IPv6 translation

IP・IPv6
WAN・VPN

IPv4だけに対応する機器とIPv6だけに対応する機器の間で、パケット形式やアドレスを変換して通信を可能にする技術。ネットワーク境界の変換装置などが両者を仲介する。

イマシルちゃんの解説

IPv4だけの機器とIPv6だけの機器は、データを運ぶパケットの作りが違うから、そのままでは通信できないんだ。
そこで間に入って形式を変換する技術が、IPv4/IPv6トランスレーションだよ。
変換装置は、宛先などを記すIPヘッダーを相手が扱える形に作り直して、アドレスも対応付けるの。
たとえばIPv6側から送ったパケットをIPv4に変え、返信はIPv6に変えて届けるんだ。
機器をすべて同じ方式にそろえなくても、異なる方式の相手と通信できるようにするために使うよ。

より深い解説

形式を変えて渡す

IPv4だけのホストは、そのままではIPv6のパケットを受け取って処理できない。逆方向も同様である。変換装置が宛先・送信元などを対応付け、相手側のパケット形式へ変える。

単にアドレスの文字表記を変えるだけではない。IPヘッダーの違いや、ICMPの扱い、上位層のチェックサムなどにも対応する必要がある。

代表的な構成

NAT64は、IPv6側のクライアントからIPv4側のサーバへ通信する構成などで使う。ステートフル方式はRFC 6146で定められ、変換装置が通信の対応状態を保持する。

構成要素	主な役割
NAT64	実際のパケットやアドレスを変換する
DNS64	Aレコードを基に、必要に応じてAAAAレコードを合成する
IPv6側のクライアント	得たアドレスへ通常のIPv6通信を始める

DNS64は名前解決を補助する仕組みであり、データパケットそのものの変換装置ではない。DNS応答を作る役割と、パケットを変える役割を分けて理解する。

通信の流れ

クライアントがサーバの名前をDNSへ問い合わせる。
IPv4の情報だけが得られる場合などに、DNS64が対応するアドレス情報を作る。
クライアントがIPv6で通信を開始する。
変換装置がIPv4側へ転送し、返信も対応するIPv6通信へ戻す。

合成するアドレスには、変換先を識別するプレフィックスを使う。変換経路のルーティング設定も必要であり、名前解決が成功するだけで通信が完了するわけではない。

共存技術との比較

方式	中心となる動作
デュアルスタック	機器が両方のIPを実装して使い分ける
トンネリング	内側のパケットを別のパケットへカプセル化する
トランスレーション	境界で形式を変換する
キャリアグレードNAT	ISPなどでIPv4のアドレスを共有する

トンネルは、IPv6同士の通信をIPv4の区間へ通す用途などに使われる。終端で外側を取り除いた後も内側はIPv6なので、IPv4しか扱えない相手への通訳にはならない。

適用上の注意

条件	確認すべきこと
宛先をIPv4の数値で直接指定する	DNS64による合成を利用できるか
アプリケーション本文にアドレスを含む	IPヘッダーの変換だけで動作するか
新規の着信を受ける	許可する方向と変換の設定があるか
DNSSECの検証を利用する	合成と検証の位置関係が適切か

変換できる通信の範囲には方式ごとの条件がある。IPv4/IPv6変換を導入すれば、すべてのアプリケーションが無条件に動くとは限らない。