インターネットは世界的に普及し続けており，IPv4アドレスの枯渇時期が具体的に予測されるようになってきました。APNICのチーフ・サイエンティストであるジェフ・ヒューストン氏や総務省などが，枯渇時期の予測データを出しています。いずれも，およそ2011年前後にIANA（Internet Assigned Numbers Authority）が管理するIPv4アドレスがなくなると予測しています。
自律分散型システムの代表例であるインターネットは，ある日を境にすべてをIPv6に変えるという運用ができません。したがって，既存のIPv4の資産とIPv6の資産が共存する期間が生じることになります。この期間は，10年とも20年とも言われています。こうした背景から，世界各国でIPv4からIPv6への移行技術に対する関心が高まっています。
本連載では，移行技術の一つであるIPv4パケットをIPv6のパケットに（またはその逆方向に）変換する「IPv6/IPv4トランスレータ」について解説します。
互換性のないIPv4アドレスとIPv6アドレス
まず大前提として，IPv4とIPv6は互換性がありません。その主な原因は，IPアドレスやIPヘッダーのフォーマットが違うことです。IPv4アドレスは「192.168.0.1」のように32ビットで表しますが，IPv6アドレスは「2001:0db8:1111:2222:3333:4444:5555:6666」のように128ビットで表します。
IPv4とIPv6では，IPヘッダーのフォーマットも異なります（図1）。例えば，IPv4ヘッダーにはパケットをフラグメントした時の情報が格納されますが，IPv6ヘッダーには格納されません。IPv6では，別途拡張ヘッダーを用いてこの情報を収納するようになっています。先ほど説明した通り，ヘッダーに格納される送信元とあて先のアドレスも異なります。ほかにも，IPv4ヘッダーにある特定アプリケーションの制御に使う「Type Of Service」フィールドはIPv6ヘッダーにはなく，代わりに「Traffic Class」フィールドが存在するなど，様々な違いがあります。
したがって，IPv4のパケットとIPv6のパケットを変換するためには，アドレスやヘッダーのフォーマットを変換する必要があります。実際はほかにもいくつか処理が必要になりますが，詳細な情報は本連載で今後説明していきます。
デュアル・スタックやトンネリングとどこが違うか
利用目的の観点からトランスレータを見ると，IPv4からIPv6への移行技術といえます。移行技術としては，ほかに「デュアル・スタック」や「トンネリング」があります。これらとトランスレータの違いを見ていきましょう（図2）。
デュアル・スタックは，機器がIPv4とIPv6の二つのプロトコル・スタックを持つことで，機器間の通信を実現する技術です。機器がIPv4とIPv6の両方のプロトコル・スタックを搭載していれば，通信相手がIPv4機器でもIPv6機器でも相手に合わせたプロトコルを用いて通信できます。
トンネリングは，同一のプロトコル・スタックを持つ機器同士が，異なるプロトコルのネットワークを越えて通信する技術です。例えば，IPv6のプロトコル・スタックを持つ機器同士が通信する際，それぞれの機器がつながっているネットワークがIPv6で接続されていなくても両ネットワーク間にIPv4ネットワークがあれば，それを利用してIPv6通信ができるようにします。IPv4のネットワークをIPv6の下位層として利用することで，IPv6の接続性を提供するわけです。この手法を「IPv6 over IPv4」と呼ぶことがあります。逆に，IPv4のネットワーク同士をIPv6ネットワーク経由で接続する「IPv4 over IPv6」という手法もあります。
端的に言えば，デュアル・スタックとトンネリングは，方法は違いますが同じプロトコル・スタックを持った機器同士が通信するための技術です。これらに対してトランスレータは，互換性のないIPv4の機器とIPv6の機器が互いに通信するための技術です。トランスレータをIPv6ネットワークとIPv4ネットワークの間に置くことで，IPv6のプロトコル・スタックしか持たない機器とIPv4のプロトコル・スタックしか持たない機器が通信できるようになります。
