第2回 IPv6パケットの構造を知る：Windows管理者のためのIPv6入門（2/2 ページ）

[打越浩幸，デジタルアドバンテージ]

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例1―単純なTCPやUDPの通信パケットの例

　それでは実際のIPv6パケットの例を見てみよう。まずは、一番シンプルな、TCP通信中のパケットの例である。

IPv6のTCPパケットの例
これは、Network Monitor 3.4でIPv6のTCP通信の様子をキャプチャしたところ。いったん通信相手との接続が完了すれば、下位レイヤがIPv4からIPv6になるだけで、TCPやHTTPレイヤのプロトコルの内容は変わらない。
　（1）IPv6の通信だけをキャプチャしたり、表示したりするには、「IPv6」というキーワードだけが記述されたフィルタを設定すればよい。Wireshark（フリーのネットワーク・プロトコル・アナライザ）でも同じく、IPv6というキーワードでIPv6通信だけをフィルタできる。
　（2）IPv6のヘッダの内容を見るにはこれを選択・展開する。
　（3）先頭の「0110」がIPv6パケットを表す。残りの部分はフラグやフロー・ラベル。このパケットではすべて0になっている。
　（4）IPv6ヘッダを除く、TCPやHTTPプロトコル部分のサイズ。
　（5）IPv6基本ヘッダの次には、TCPプロトコルが続いている。
　（6）ホップ数の初期値は128。この場合は128段以上のルーティングはできない。
　（7）あて先と送信元のIPv6アドレス。どちらもリンクローカル・ユニキャスト・アドレス。
　（8）上位プロトコル。
　（9）この40bytesがIPv6基本ヘッダ部分。その直後にはTCPが続いている。

　中央下のペインにプロトコルの階層が表示されているが、イーサネット・フレームの次にIPv6→TCP→HTTPと階層化されているのが分かるだろう。IPv6ヘッダが40bytesあるが、TCPやHTTPプロトコルはIPv4の場合と違いはない。

　UDPの場合は次のようになる。これはIPv6版のDHCPプロトコルの例である。

IPv6のUDPパケットの例
これはIPv6のUDP（DHCPv6）通信のパケットをキャプチャしたところ。
　（1）IPv6のヘッダの内容を見るにはこれを選択・展開する。
　（2）IPv6基本ヘッダの次には、UDPプロトコルが続いている。
　（3）上位プロトコルはUDPで、その上にはDHCPv6が載っている。

　プロトコル階層は、イーサネット→IPv6→UDP→DHCPv6Clientとなっている。UDPやDHCPの内容はIPv4の場合と同じだ（ただしDHCPパケットの中はIPv6向けに少し異なっている）。

例2―単純なICMPv6のパケットの例

　次はICMPv6の例を見てみよう。次のコマンドは、IPv6のプロトコル・スタックがほかのノードを検索するときに送信される、ICMPv6の「Neighbor Solicitation」メッセージの例だ（IPv4のICMPとARPを併せたような機能を持つ。詳細は本連載の第3回を参照）。

IPv6のICMPパケットの例
IPv6では、ICMP（やIPv6のARPのような機能）はIPv6では1つのプロトコルに統合されている。
　（1）IPv6のヘッダの内容を見るにはこれを選択・展開する。
　（2）IPv6基本ヘッダの次には、ICMPv6プロトコルが続いている。

　IPv4では、ICMP（やARP）は、IPとは異なるプロトコル番号を持つパケットであったが、IPv6では同じIPv6ヘッダを持ち、その中でTCPやUDP、ICMPなどに分かれている。そのため、例えばファイアウォールを設定する場合は、IPv6プロトコル1つをブロックするだけで、（ICMPv6を含む）IPv6関連の全プロトコルを禁止できる。

例3―フラグメント・パケットの例

　次はイーサネットの1フレームに入りきらないくらい大きなパケットをやり取りしてみよう。「ping -6 -l 4000 SVR1」を実行すると（「-6」はIPv6での通信を強制するオプション）、次のように、1回のpingごとに、3つのICMPv6パケットが送信され、3つ揃った時点でそれらがやはり3つのパケットに分割されて送り返されてくる。

IPv6のフラグメント・パケットの例
これは「ping -6 -l 4000 SVR1」を実行して、相手ノードから応答が返ってきたところ。イーサネットのフレームサイズは約1500bytesだが、それを超えているので、3つのパケットに分割されて（フラグメント化されて）返ってくる。IPv6ではフラグメントは拡張ヘッダでサポートされているので、基本ヘッダに加えて、拡張ヘッダが使われている。
　（1）IPv6のヘッダの内容を見るにはこれを選択・展開する。
　（2）IPv6基本ヘッダの次には、TCPやUDP,ICMPv6ではなく、拡張ヘッダの「IPv6 Fragment header」が続いている。
　（3）拡張ヘッダのフラグメント・ヘッダ。
　（4）拡張ヘッダの次にICMPv6プロトコルが続いている。
　（5）ICMPv6プロトコル・ブロック。
　（6）IPv6の基本ヘッダ。40bytesの固定サイズ。
　（7）フラグメント拡張ヘッダのサイズは8bytes。
　（8）ここから先がICMPv6プロトコルのブロック。先頭8bytesが制御コードやフラグで、その先（「abcdefg……」と続いている部分）はpingコマンドで送受信されている文字列データ。

　1つのIPv6パケットに入りきらないので、フラグメントが行われている。フラグメントの拡張ヘッダが使用されているので、IPv6の基本ヘッダ中のネクスト・ヘッダ・フィールドには「IPv6 Fragment header（タイプ＝44）」がセットされている。

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　今回は、IPパケットの構造とその例を見てきた。IPv4よりもパケット構造が単純化されているので、慣れればこちらの方が分かりやすいかもしれない。ネットワーク・プロトコルを理解したり、その挙動を調べたりするには、実際に稼働しているネットワークを調査するのが一番である。ネットワーク・モニタやWiresharkなどのツールを駆使して（関連記事参照）、パケットをキャプチャしてどんどんモニタしていただきたい。Windows OSでIPv6を使うように設定していなくても、すでに多くのIPv6パケットがネットワーク上で送受信されていることが分かるだろう。

　次回は、L2アドレスを解決するIPv6の近隣探索機能について取り上げる。

■関連記事（Windows Server Insider）

• ネットワーク・モニタ3.1を使う（基本編）（TIPS）
• Wiresharkでネットワーク・プロトコルを解析する（基本操作編）（TIPS）

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• 最終回　IPv4とIPv6の相互運用
• 第8回　IPv6のルーティング
• 第7回　IPv6とDNSサーバ
• 第6回　LLMNRを使ったローカル・セグメント上での名前解決
• 第5回　IPv6アドレスをDHCPで割り当てる
• 第4回　IPv6アドレスを割り当てる
• 第3回　L2アドレスを解決する近隣探索プロトコル
• 第2回　IPv6パケットの構造を知る
• 第1回　IPv6の概要

「Windows管理者のためのIPv6入門」

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