IPアドレスとは｜ネットワーク基礎入門

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IPアドレスとは

IPアドレスとは、TCP/IPプロトコルにおいてコンピュータや通信機器を識別する番号であり、インターネット上の住所として活用されます。

Webサイトの閲覧やメール送受信の際、宛先と送信先の識別が必要になります。この識別にIPアドレスが用いられるのです。ネットワーク上でのデータ送受信に際して、通信相手の特定を目的に用いられています。

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

グローバルIPアドレスとは、インターネットの住所として活用できるIPアドレスです。インターネットに接続されているコンピュータや通信機器に対して一意に割り当てられます。 グローバルIPアドレスを持つ機器は、インターネット上に１つのみであるため、そのアドレスを指定すると、世界中のインターネットとの通信に活用できます。

インターネットに直接接続しないIPアドレスも存在します。プライベートIPアドレスとは、LAN内などのプライベート空間（社内ネットワーク等）にある通信機器が利用できるIPアドレスです。プライベートIPアドレスは、インターネット上では活用しないため、LAN毎に重複しないように管理すれば、他のプライベート空間で同じIPアドレスを活用できます。

IPアドレスの構造

IPアドレスには、IPv4とIPv6という２種類のバージョンが存在します。ここではIPv4をもとにIPアドレス構造を解説します。

IPアドレスは32ビットで構成されるデータであり、32ビットを8ビットの4区分に分け、8ビット毎の10進数表記をピリオドで区切って表現されます。

IPアドレスのネットワーク部とホスト部

IPアドレスは、ネットワーク部とホスト部に分けられます。

ネットワーク部とは、そのIPアドレスが属するネットワークの識別番号です。どのネットワークでIPアドレスが使われているのか分かります。

ホスト部とは、そのIPアドレスが属するコンピュータの識別番号です。ネットワーク内のどのコンピューターでIPアドレスが使われているか分かります。

CIDER表記

CIDR表記とは、IPアドレス（IPv4アドレス）の範囲を表記する方法です。

上記のように先頭アドレス/ネットワーク部のビット数という形式で表されます。

サブネットマスク表記

サブネットマスクとは、IPアドレスのうち、ネットワーク部とホスト部を識別するための数値です。IPアドレスとサブネットマスクを組み合わせにより、ネットワークの範囲（サブネット）を指定することができます。

サブネットマスクを2進法で表記した場合、「1」になる部分がネットワーク部、0になる部分がホスト部に該当します。例えば、サブネットマスクが255.255.255.0と表記された場合、それを2進法で表すと「1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000」になります。この場合、先頭から「1」が続く24ビットがネットワーク部、後続の「0」が続く8ビットがホスト部として表されます。

さらに、IPアドレスが192.168.100.1であり、それに対応するサブネットマスクが255.255.255.0の場合、サブネットマスク表記では、IPアドレスの後ろに 「/ 」を記述し、「192.168.100.1/255.255.255.0」として表記するのです。

# IPアドレス
192.168.100.1

# サブネットマスク
255.255.255.0

# サブネットマスク表記
192.168.100.1/255.255.255.0

【IPアドレス】IPv4とIPv6の概要・違い

IPv4とIPv6について以下言及します。

IPv4とIPv6の概要

IPアドレスには、IPv4とIPv6という２種類のバージョンが存在します。これらのv4、v6とは、プロトコルバージョン（version4、version6）をそれぞれ表しています。

現在のインターネットでは、v4とv6の２つのプロトコルが混在している状況です。IPv4とIPv6の間に相互性はないため、例えば、IPv6でインターネットに接続する場合、IPv6に対応したサービスの利用が必要です。

現在、Windows、macOS、Linux等の主要なOSは、IPv6に対応しています。また、Google ChromeやFirefox、Microsoft EdgeなどのWebブラウザもIPV6をサポートしているため、ユーザーがIPv4かIPv6かを意識する必要はありません。

IPv4とIPv6のバケットは、インターネット上に混在しているものの、IPv4が禁止されているわけではありません。そのため、世界中のサーバーは現在IPv4を基準として稼働しています。

IPv4とIPv6の違い

IPv4とIPv6の違いは、IPアドレスの長さになります。IPv4は32ビット、IPv6は128ビットで表現されます。ビット数の違いによって、IPv4は約43億個までしか定義できないため、アドレスの枯渇が問題となりましたが、IPv6は340澗個というほぼ無限に定義できるため、IPアドレスの枯渇の心配は無くなりました。

また、IPv6はIP4と比べてヘッダーがシンプルという特徴があります。以下、それぞれのフレームフォーマットの違いを記述します。

IPv4

IPv6

最後にIPv4とIPv6の比較表をそれぞれ示します。

最後に