IPv6 では、ネットワーク アドレスのビット数を（IPv4 の）32 ビットから 4 倍の 128 ビットに増やしてアドレス空間を拡張しています。これにより、利用できるグローバルに一意な IP アドレスの数が大幅に増加しています。グローバルに一意な IPv6 アドレスを利用すると、ネットワーク接続デバイスのグローバルな到達可能性とエンドツーエンドのセキュリティを実現できます。これは、より多くのアドレスを必要とするアプリケーションやサービスに不可欠な機能です。

IPv6 アドレスは、16 ビットの 16 進フィールドをコロン（:）で続けた x:x:x:x:x:x:x:x という形式で表現されます。次に、IPv6 アドレスの例を示します。

• 2001:0DB8:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210

• 2001:0DB8:0:0:8:800:200C:417A

IPv6 アドレスには、通常、連続するゼロの 16 進フィールドが含まれます。IPv6 アドレスの先頭、中間、または末尾にある連続した 0 の 16 進フィールドを 2 つのコロン（::）を使用して圧縮すると、IPv6 アドレスが使いやすくなります（2 つのコロンは連続した 0 の 16 進フィールドを表します）。テーブル 8‐1 に、圧縮された IPv6 アドレスの形式をリストします。

Note	IPv6 アドレスでは、最も長く連続するゼロの 16 進フィールドを表すために 2 つのコロン（::）を 1 回だけ使用できます。

Note	IPv6 アドレスの 16 進文字は大文字と小文字が区別されません。

IPv6 アドレス プレフィックスは、ipv6-prefix/prefix-length の形式で、アドレス空間全体のビット連続ブロックを表すために使用できます。ipv6-prefix は、16 進の 16 ビット値をコロンで区切って指定します。 prefix-length は、

構成するアドレスの上位連続ビット数を示す 10 進値です。たとえば、2001:0DB8:8086:6502::/32 は有効な IPv6 プレフィックスです。

IPv6 ユニキャスト アドレスは、1 つのノード上の 1 つのインターフェイスの ID です。ユニキャスト アドレスに送信されたパケットは、そのアドレスが示すインターフェイスに配信されます。Cisco MDS NX-OS は、次の種類の IPv6 ユニキャスト アドレスをサポートしています。

IPv6 マルチキャスト アドレスは、FF00::/8（1111 1111）というプレフィックスを持つ IPv6 アドレスです。IPv6 マルチキャスト アドレスは、通常は異なるノードに属するインターフェイス セットの識別子です。マルチキャスト アドレスに送信されたパケットは、マルチキャスト アドレスが示すすべてのインターフェイスに配信されます。プレフィックスに続く 2 番めのオクテットで、マルチキャスト アドレスのライフタイムとスコープが定義されます。永久マルチキャスト アドレスはライフタイム パラメータが 0 に等しく、一時マルチキャスト アドレスのライフタイム パラメータは 1 に等しくなっています。ノード、リンク、サイト、組織、またはグローバル スコープを持つマルチキャスト アドレスのスコープ パラメータは、それぞれ 1、2、5、8、および E です。たとえば、プレフィックスが FF02::/16 のマルチキャスト アドレスは、リンク スコープを持つ永続マルチキャスト アドレスです。次の図に、IPv6 マルチキャスト アドレスの形式を示します。

IPv6 ホストは、次のマルチキャスト グループに参加して、各マルチキャスト グループ宛のパケットを受信する必要があります。

• 全ノード マルチキャスト グループ FF02::1

• ユニキャスト アドレスの下位 24 ビットと連結した送信要求ノード マルチキャスト グループ FFF02:0:0:0:0:1:FF00:0000/104

送信要求ノード マルチキャスト アドレスは、IPv6 ユニキャスト アドレスに対応するマルチキャスト グループです。IPv6 ノードは、割り当てられているすべてのユニキャスト アドレスについて、関連する送信要求ノード マルチキャスト グループに参加する必要があります。IPv6 送信要求ノード マルチキャスト アドレスは、対応する IPv6 ユニキャスト アドレスの下位 24 ビットと連結されるプレフィックス FF02:0:0:0:0:1:FF00:0000/104 を持ちます。（以下の図を参照してください。）たとえば、IPv6 アドレス 2037::01:800:200E:8C6C に対応する請求ノード マルチキャスト アドレスは FF02::1:FF0E:8C6C です。送信要求ノード アドレスは、ネイバー送信要求メッセージで使用されます。

（注）	IPv6 にはブロードキャスト アドレスはありません。ブロードキャスト アドレスの代わりに IPv6 マルチキャスト アドレスが使用されます。

IPv6 の Internet Control Message Protocol（ICMP）の機能は、IPv4 の ICMP と同じです。ICMP は、ICMP 宛先到達不能メッセージのようなエラー メッセージ、および ICMP エコー要求や応答メッセージのような情報メッセージを生成します。また、IPv6 の ICMP パケットは、IPv6 ネイバー探索プロセス、パス MTU ディスカバリ、および Multicast Listener Discovery（MLD）プロトコル for IPv6 で使用されます。MLD は、バージョン 2 の Internet Group Management Protocol（IGMP）for IPv4 をベースとしています。

基本 IPv6 パケット ヘッダーの次ヘッダー フィールドの値 58 は、IPv6 ICMP パケットを示します。IPv6 の ICMP パケットは、すべての拡張ヘッダーに続いて IPv6 パケットの末尾に配置される点でトランスポートレイヤ パケットに似ています。IPv6 ICMP パケット内の ICMPv6 タイプ フィールドと ICMPv6 コード フィールドは、ICMP メッセージ タイプなどの IPv6 ICMP パケットの詳細を示します。チェックサム フィールドの値は、（送信側で計算し、受信側がチェックすることにより）IPv6 ICMP パケットと IPv6 疑似ヘッダーのフィールドから抽出されます。ICMPv6 データ フィールドには、IP パケット処理に関連するエラー情報または診断情報が含まれます。次の図は、IPv6 ICMP パケット ヘッダーの形式を示しています。

IPv4 の場合と同様に、IPv6 のパス MTU ディスカバリを使用すると、特定のデータ パス上のすべてのリンクの MTU サイズの差をホストが動的に検出し、調整できます。ただし、IPv6 では、特定のデータ パス上の 1 つのリンクのパス MTU がパケットのサイズに十分に対応できる大きさでない場合に、フラグメンテーションはパケットの送信元によって処理されます。IPv6 ホストでパケット フラグメンテーションを処理すると、IPv6 ルータの処理リソースが節約され、IPv6 ネットワークの効率が向上します。

（注）	IPv4 では、最小リンク MTU が 68 オクテットであるため、特定のデータ パスに沿うすべてのリンクの MTU サイズが少なくとも 68 オクテットの MTU サイズをサポートする必要があります。 IPv6 では、最小リンク MTU は 1280 オクテットです。IPv6 リンクには、1500 オクテットの MTU 値の使用をお勧めします。

IPv6 のネイバー探索プロセスは、ICMP メッセージと送信要求ノード マルチキャスト アドレスを使用して、同じネットワーク（ローカル リンク）上のネイバーのリンク層アドレスを判別し、ネイバーの到達可能性を確認して、近隣ルータの状況を把握します。

ルータの検出では、ルータ送信要求およびルータ アドバタイズの両方を実行します。ホストは、全ルータのマルチキャスト アドレスにルータ送信要求を送信します。ルータは、送信要求または割り込みに対して、デフォルトのルータ情報および MTU やホップ制限などの追加パラメータを含むルータ アドバタイズを送信します。

IPv6 ノードのすべてのインターフェイスは、インターフェイスの ID およびリンクローカル プレフィックス FE80::/10 から自動的に構成されるリンクローカル アドレスを持つ必要があります。リンクローカル アドレスを使用すると、ノードがリンク上の他のノードと通信できます。また、リンクローカル アドレスを使用して、ノードをさらに設定することもできます。

ノードは、ネットワークに接続して自動的にサイトローカルおよびグローバル IPv6 アドレスを生成できます。手動設定や DHCP サーバーなどのサーバーによる支援は必要はありません。IPv6 の場合、リンク上のルータは、ルータ アドバタイズ（RA）メッセージで、任意のサイトローカル プレフィックスやグローバル プレフィックスをアドバタイズしたり、リンクのデフォルト ルータとして機能する意図をアドバタイズしたりします。RA メッセージは、定期的に送信される場合と、システム始動時にホストから送信されるルータ送信要求メッセージに対する応答として送信される場合があります。（次の図を参照してください）。

リンク上のノードは、RA メッセージに含まれるプレフィックス（64 ビット）にそのインターフェイス ID（64 ビット）を付加して、自動的にサイトローカル アドレスとグローバル IPv6 アドレスを設定できます。ノードによって設定された 128 ビットの IPv6 アドレスは、重複アドレス検出の対象となり、リンク上での一意性が確保されます。RA メッセージでアドバタイズされたプレフィックスがグローバルに一意である場合、ノードによって設定された IPv6 アドレスもグローバルに一意になります。ICMP パケット ヘッダーのタイプ フィールドの値が 133 であるルータ送信要求メッセージは、システム始動時にホストによって送信されるため、ホストは次のスケジュールされた RA メッセージを待機することなくすぐに自動設定できます。

IPv4 と IPv6 の 二重プロトコル スタックは、IPv6 へ移行するための 1 つの方法です。これにより、ノードで稼働しているアプリケーションに対する段階的な 1 つずつのアップグレードが可能になります。ノードで稼働しているアプリケーションは、IPv6 プロトコル スタックを使用するようにアップグレードされます。アップグレードされていない（IPv4 プロトコル スタックしかサポートしない）アプリケーションは、同じノード上でアップグレードされたアプリケーションと共存できます。新しいアプリケーションおよびアップグレードされたアプリケーションは、IPv4 および IPv6 の両方のプロトコル スタックを利用します以下の図を参照してください。）

IPv4 と IPv6 の両方のアドレスおよび DNS 要求をサポートするために、新しい API が定義されています。アプリケーションを新しい API にアップグレードしても、依然として IPv4 プロトコル スタックだけを使用できます。Cisco MDS NX-OS は、IPv4 と IPv6 の二重プロトコル スタックをサポートしています。インターフェイスに IPv4 アドレスと IPv6 アドレスの両方を設定すると、そのインターフェイスは、IPv4 トラフィックと IPv6 トラフィックの両方を受け入れ、処理します。

上の図で、IPv4 と IPv6 の二重プロトコル スタックをサポートするアプリケーションは、DNS サーバから宛先ホスト www.a.com 用に使用できるすべてのアドレスを要求します。DNS サーバーは、www.a.com に使用できるすべてのアドレス（IPv4 アドレスと IPv6 アドレスの両方）を返信します。アプリケーションはアドレスを選択し（ほとんどの場合、IPv6 アドレスがデフォルトの選択肢です）、IPv6 プロトコル スタックを使用して送信元ノードを宛先に接続します。

情報を表示して、基本的な IPv6 接続の構成 および動作を確認できます。ここでは、次の show ipv6 コマンドの出力例を示します。

• show ipv6 interface コマンドの出力例

• show ipv6 neighbours コマンドの出力例

• show ipv6 traffic コマンドの出力例

switch# show ipv6 interface mgmt 0
mgmt0 is up
IPv6 is enabled
Global address(es):
2172:22::180/64
Link-local address(es):
fe80::b8db:adff:feba:d074
ND DAD is disabled
ND reachable time is 30000 milliseconds
ND retransmission time is 1000 milliseconds
Stateless autoconfig for addresses disabled
MTU is 1500 bytes

switch# show ipv6 neighbours
R - Reachable, I - Incomplete, S - Stale, F - Failed, P - Probe, D - Delay
IPv6 Address Age State Link-layer Addr Interface
fe80::211:5dff:fe53:500a 0 S 0011.5d53.500a GigE6/1
fe80::211:5dff:fe53:500a 0 S 0011.5d53.500a GigE6/2
5000:1::250 0 S 0011.5d53.500a po 4
fe80::211:5dff:fe53:500a 0 S 0011.5d53.500a po 4
fe80::211:5dff:fe53:500a 0 S 0011.5d53.500a po 4
fe80::2d0:3ff:fe61:4800 184 S 00d0.0361.4800 mgmt0
 

switch# show ipv6 neighbours interface gigabitethernet 6/1
R - Reachable, I - Incomplete, S - Stale, F - Failed, P - Probe, D - Delay
IPv6 Address Age State Link-layer Addr Interface
fe80::211:5dff:fe53:500a 0 S 0011.5d53.500a GigE6/1

switch# show ipv6 traffic
IPv6 Statistics:
Rcvd: 100 total, 0 local destination
0 errors, 0 truncated, 0 too big
0 unknown protocol, 0 dropped
0 fragments, 0 reassembled
0 couldn't reassemble, 0 reassembly timeouts
Sent: 0 generated, 0 forwarded 0 dropped
0 fragmented, 0 fragments created, 0 couldn't fragment
 
ICMPv6 Statistics:
Rcvd: 100 total, 0 errors, 0 unreachables, 0 time exceeded
0 too big, 0 param probs, 0 admin prohibs
0 echos, 0 echo reply, 0 redirects
0 group query, 0 group report, 0 group reduce
0 router solicit, 69 router advert
0 neighbor solicit, 31 neighbor advert
Sent: 55 total, 0 errors, 0 unreachables, 0 time exceeded
0 too big, 0 param probs, 0 admin prohibs
0 echos, 0 echo reply, 0 redirects
0 group query, 20 group report, 2 group reduce
0 router solicit, 0 router advert
0 neighbor solicit, 33 neighbor advert

switch# clear ipv6 neighbor