**近隣探索（ND、Neighbor Discovery）**は、IPv6ネットワークにおける重要なプロセスで、端末がネットワーク内の他の端末のIPv6アドレスとMACアドレスの対応関係を明らかにするための操作です。
本記事では、近隣探索の基本概念、実施方法、そしてIPv4との違いについて詳しく説明します。
近隣探索の基本概念
近隣探索（ND）の概要
**近隣探索（ND）**は、IPv6ネットワークで通信を行うために、各機器のIPv6アドレスとMACアドレスを対応させる手法です。
MACアドレスは、EthernetやWi-Fiなどのリンク層で使われる物理アドレスであり、各ネットワークインターフェースごとに固有です。
このため、IPv6通信には、同じネットワーク上の機器のIPv6アドレスとMACアドレスの関係を確認する必要があります。
近隣探索のプロセス
1. 近隣者要請（Neighbor Solicitation）
ネットワークに新しく参加したノードは、自らのIPv6アドレスに基づいて特定のマルチキャストアドレスに向けて**ICMPv6の近隣者要請（NS：Neighbor Solicitation）**メッセージを送信します。
この特殊なアドレスは、Solicited-Node Multicast Addressと呼ばれ、ネットワーク内のすべての端末に対して一斉に配信されます。
- NSメッセージの内容: 探索対象のIPv6アドレスが含まれており、そのアドレスを持つ機器が自身のMACアドレスを返信するように求めます。
2. 近隣者広告（Neighbor Advertisement）
NSメッセージを受け取った機器は、自分のアドレスとNSメッセージに記載されたアドレスを比較し、一致する場合は自身のMACアドレスを含む**ICMPv6の近隣者広告（NA：Neighbor Advertisement）**メッセージを返信します。
- NAメッセージの内容: 検索対象のIPv6アドレスに対応するMACアドレスを含んでいます。
3. 近隣キャッシュ（Neighbor Cache）
これにより、IPv6アドレスとMACアドレスの対応関係が確定します。
この情報は、機器内部の専用保存領域である**Neighbor Cache（近隣キャッシュ）**に一定期間格納され、再度同じアドレスを検索する必要がありません。
これにより、通信のたびに再探索する必要がなくなります。
IPv6とIPv4の比較
IPv6での近隣探索とIPv4のARPの違い
IPv4ネットワークでは、**Address Resolution Protocol（ARP）を使用して、IPアドレスとMACアドレスの対応関係を解決していました。
ARPはブロードキャストを使用して全ネットワークにメッセージを送信しますが、これに対してIPv6の近隣探索（ND）**は、マルチキャストとICMPv6を使用して効率的に対応関係を解決します。
- IPv4のARP: 全端末にブロードキャストするため、ネットワーク負荷が高くなります。
- IPv6のND: マルチキャストを使用するため、ネットワーク負荷が軽減され、通信効率が向上します。
近隣探索の実用例
ネットワーク管理とセキュリティ
近隣探索は、IPv6ネットワークの構築と管理において非常に重要です。
ネットワーク管理者は、近隣キャッシュの情報を使用して、ネットワーク内の機器の状態を把握し、トラブルシューティングやセキュリティの強化を行うことができます。
- 例: ネットワーク上のデバイスのトラブルシューティングやネットワークセキュリティの強化に役立ちます。
まとめ
**近隣探索（ND）**は、IPv6ネットワークにおけるIPv6アドレスとMACアドレスの対応関係を明らかにするための重要なプロセスです。
NSメッセージとNAメッセージを使用するこのプロセスは、IPv4のARPに比べて効率的で、ネットワーク負荷を軽減します。
近隣探索を理解し、適切に活用することで、IPv6ネットワークの設計と管理がより効果的になります。
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