プロトコル41（6in4）とは：IPv6をIPv4にトンネリングする仕組みと用途

プロトコル41（6in4）とは？IPv6パケットをIPv4内にトンネル化する仕組みを分かりやすく解説。6in4/6to4/6rdの違いや設定、運用上の注意点と活用例を掲載。

プロトコル41（通称：6in4）は、インターネットプロトコルバージョン6（IPv6）パケットをインターネットプロトコルバージョン4（IPv4）パケットのペイロードとしてカプセル化して送信するための仕組みです。IPv4しか割り当てられていないホストやネットワークがIPv6接続を確立するための移行手段として広く使われてきました。多くのIPv6トンネルプロバイダ（Hurricane ElectricのTunnelbrokerなど）はProtocol 41をサポートします。6to4、6rd、6in4はすべてプロトコル41を利用する異なる方式です。プロトコル41自体はTCPやUDPを使いません（ただし、カプセル化された内部のIPv6パケットはTCP/UDPトラフィックを運べます）。このため、TCP/UDPのポート番号と混同しないよう注意が必要です。通信プロトコル

動作の仕組み（パケット構造）

プロトコル41のカプセル化では、送信側は元のIPv6パケット（IPv6ヘッダ＋IPv6ペイロード）をそのままIPv4パケットのペイロードに入れ、IPv4ヘッダの「Protocol」フィールドに値41を設定して送ります。受信側はIPv4ヘッダを取り除き、内部のIPv6パケットを処理します。

• IPv4ヘッダのProtocolフィールド＝41：これがIPv6がカプセル化されている合図です。
• オーバーヘッドとMTU：通常のIPv4ヘッダ（20バイト）分だけオーバーヘッドが発生します。トンネル経由のIPv6 MTUは、下位のIPv4 MTUからIPv4ヘッダ長を差し引いた値になります（例：Ethernet MTU 1500なら、IPv6は約1480）。PMTUD（パスMTU探索）やMTU調整が必要です。
• フラグメンテーション：IPv4のフラグメンテーション規則が適用されます。途中経路で断片化されるとIPv6側で問題が生じることがあるため注意。

種類と用途

• 6in4（スタティックなトンネル）：利用者とトンネルブローカーが双方のIPv4アドレスを事前に設定して使う方式。安定した接続と確実なルーティングが得られます。
• 6to4：自動トンネル方式で、IPv4アドレスを元に2002::/16プレフィックスで自動的にIPv6アドレスを生成します。リレーを経由するため経路の品質にばらつきがあり、NAT環境では使いにくいです。
• 6rd：ISPが自社ネットワーク内でIPv6を配布するために使う方式。ISPのIPv4ネットワークを利用してIPv6プレフィックスを配るため、利用者からは透過的にIPv6が利用できます。

利点

• 既存のIPv4インフラを使って比較的簡単にIPv6接続を確立できる。
• トンネルブローカーを利用すれば固定IPv4アドレスがなくてもIPv6が利用可能になることがある（ただしNATが障害になる場合あり）。
• 移行期間中にIPv6を試験・学習するのに便利。

制限と注意点

• NATとの相性：多くの家庭用ルーターやキャリアグレードNATはプロトコル41を適切に通さないため、NAT環境下ではトンネルが成立しないことがあります。NAT越えが必要な場合はUDPベースのトンネリング（例：AICCU/AYIYA、Teredo、OpenVPN上のIPv6など）を検討してください。
• セキュリティ：プロトコル41はポート番号を持たないため、一般的なポートベースのフィルタでは制御できません。不正なトンネルやスプーフィングを防ぐために、ファイアウォールでプロトコル41を明示的に許可/拒否する、またはエンドポイントIPを限定するなどの対策が必要です。重要な場合はIPsecでトンネルを保護する選択肢もあります。
• 経路とルーティング：スタティックな6in4ではトンネルの両端でIPv4アドレスを指定し、トンネル経由のIPv6ルートを設定します。プロバイダ側が適切にルーティングしないとパケットロスや到達不可が起きます。
• サービスの可用性：かつてはSixXSなどのサービスが人気でしたが、運営状況は変化します。現在もHurricane Electricのようなトンネルブローカーが一般的です。

設定の概略（例：Linux）

実際の設定手順は環境によって異なりますが、Linux（iproute2）での典型的な流れは次の通りです。

• トンネルデバイスを作成：ip tunnel add tun6in4 mode sit remote local ttl 64
• デバイスを有効化：ip link set tun6in4 up
• IPv6アドレスを割当：ip -6 addr add / dev tun6in4
• デフォルトルートの追加：ip -6 route add default via dev tun6in4

（具体的なコマンドはディストリビューションや要件に合わせて調整してください。）

まとめと推奨

プロトコル41（6in4）は、IPv4ネットワーク上でIPv6を運ぶシンプルで効率的なトンネリング方式です。設定が比較的容易で、トンネルブローカーを利用すれば即座にIPv6接続を得られます。ただし、NATやファイアウォール、MTUやセキュリティの課題があるため、本番での運用や広域展開ではISP提供のネイティブIPv6やより堅牢なトンネル方式（6rdやIPsec保護など）を優先することを推奨します。

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