IPアドレスとは

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IPアドレスとは

IPアドレス

IPアドレスとは、インターネット上のコンピュータの住所です。インターネットに繋がっている機器には、必ずIPアドレスが付与されます。

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インターネット上でデータはどうやって送られているの?

例えば、「メールを送る」「LINEでやり取りする」「ネットショップで商品を購入する」などの操作を行った時、どのようにデータの送受信が行われているのでしょうか。

実は、宅配便のイメージと同じなのです。

宅配の例

宅配物が無事相手に届くには「送り元の住所」と「届け先の住所」の情報が必要です。

宅配便の流れは以下

  1. まず「送り元の住所」に近い営業所に集められる。(上図では東京営業所)
  2. 次に「届け先の住所」を見て、届け先の住所に近い営業所へ送る。(上図では大阪営業所)
  3. 最後に営業所から「届け先の住所」に届ける。

 

では、インターネット上でのデータの送受信の仕組みを見てみます。

IPアドレスの仕組み

宅配物を相手に届けるには、「送り元の住所」と「届け先の住所」が必要でした。

この住所がネットワークの世界では「IPアドレス」です。コンピュータ(ネットワーク機器)がネットワークに接続するためには、必ずユニーク(重複しない値)なIPアドレスが割り当てられるのです。

 

コンピュータ(ネットワーク機器)によるデータ送受信の流れは次の通りです。

  1. まず「送信元IPアドレス」に近いルーターと呼ばれるネットワーク機器(宅配の営業所と同じ役割)にデータを送信。
  2. 次にルーターが「送信先IPアドレス」を見て、「送信先IPアドレス」に近いルーターへ送る。
  3. 最後にルーターから「送信先IPアドレス」が付与されているコンピュータ(ネットワーク機器)に届ける。

このようにインターネット上で行われているデータ送受信の仕組みは、宅配便とほとんど同じなのです。人がやっている事を、ネットワーク機器(ルータ)を使い自動で行っているのです。

IPアドレスの仕組み

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IPアドレスは誰が管理しているの?

IPアドレスは、インターネット上にあるコンピュータ(ネットワーク機器)の住所です。そのため、IPアドレスは重複しないように割り当てられています。

このインターネット上での通信で欠かせない「IPアドレス」を管理しているのはICANN(The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)という非営利法人です。

ICANN

ただし、全世界の情報をICANNで全て管理するわけではなく、ICANNの下には北米、アジア、ヨーロッパなどの地域単位で管理する「RIR」、そしてその下には国単位で管理する「NIR」、最後にインターネットサービスプロバイダ(ISP)等の「LIR」が存在します。

「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」の違い

IPアドレスには「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」が存在します。

グローバルIPアドレスとは、インターネットに接続するために必要なIPアドレス、プライベートIPアドレスとは、家庭や会社などの組織内のネットワーク(プライベートネットワーク)でのみ使用されるIPアドレスです

 

プライベートIPアドレスが登場した背景には、IPv4の「IPアドレス枯渇問題」があります。IPアドレス枯渇問題とは、IPアドレスの数が足りなくなるという問題です。

そこで、すべてのコンピュータがインターネットからアクセスできる必要はないという概念のもとに、組織内のコンピュータには一定の範囲のIPアドレスをプライベートIPアドレスとして割り当てるという仕組みが生まれました。

プライベートIPアドレスイメージ図

世界中で重複しないように割り当てる必要があるグローバルIPアドレスとは違い、プライベートIPアドレスは、組織内(プライベートネットワーク)で重複しなければよいのです。

上記図のように「プライベートネットワークA」と「プライベートネットワークB」のコンピュータには同じプライベートIPアドレスが付与されています。このようにIPアドレスを節約できる仕組みがプライベートIPアドレスです。

ただし、プライベートIPアドレスではインターネット上で通信はできません。そのためインターネットに接続するために、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術を使いインターネットに接続する必要があります。このIPアドレスを変換する技術のことをNAT(Network Address Translation)といいます。

IPアドレスの定義

IPアドレスはネットワーク部ホスト部の2つで成り立っています。イメージとしてはネットワーク部が地域、ホスト部が番地です。

ネットワーク部とホスト部はクラスという概念により、ネットワーク(イメージ:地域)に割り当てられる数と、ホスト(イメージ:番地)に割り当てられる数が決まっています。

この方式は「クラスフル方式」と呼ばれています。

クラス アドレス範囲 割り当て可能ホスト数
クラスA 0.0.0.0 - 127.255.255.255 16777214個
クラスB 128.0.0.0 - 191.255.255.255 65534個
クラスC 192.0.0.0 - 223.255.255.255 254個
  • クラスAには「16777214個」のホスト(番地)を割り当てることが出来るので「大都市」のイメージ
  • クラスBには「65534個」のホスト(番地)を割り当てることが出来るので「中都市」のイメージ
  • クラスCには「254個」のホスト(番地)しか割り当てることが出来ないので「小都市」のイメージ

 

クラスという概念により、ネットワークに割り当てられるホストの数が決まります。各クラスのIPアドレスの次の通りです。

 

IPアドレス

 

また、プライベートIPアドレスは範囲が決まっています。自身のコンピュータに設定されているIPアドレスが以下の範囲内であれば「プライベートIPアドレス」ということが分かります。

クラス 範囲
クラスA 10.0.0.0~10.255.255.255
クラスB 172.16.0.0~172.31.255.255
クラスC 192.168.0.0~192.168.255.255

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サブネットマスク

サブネットマスクとは、IPアドレスのうち「ネットワークアドレス」と「ホストアドレス」を識別するための数値です。(※IPv4の場合は32ビット、IPv6の場合は128ビットの数値)

従来IPアドレスは「クラスフル方式」と呼ばれる方式を採用しており、ネットワーク部とホスト部の境界線を固定していました。

しかし、この方式だと割り当て可能なパターンが3種類しかなく、割り当てられたものの使われずに放置されるアドレスが大量に発生するとうデメリットがありました。

 

この問題を解消したのがサブネットマスクです。サブネットマスクを使い「ネットワーク部」と「ホスト部」の境界を自由に変更することを可能とした「クラスレス方式」が、現在では一般的に利用されています。

IPv4とIPv6の違い

IPアドレスの主なバージョンには、IPv4とIPv6が存在します。IPv6は、IPアドレスの主要バージョンであるIPv4が足りなくなるという「IPアドレス枯渇問題」があり、登場したバージョンです。

IPv4では使用可能なIPアドレスが約 2の32乗(約43億 = 4.3×109)個であったが、IPv6では約 2の128乗(約340澗 = 3.4×1038)個が使用可能です。

IPv6のIPアドレスは128ビットで表現され、16ビット単位でコロン(:)で区切り、十六進法で表記します。

IPv6の表記例は次の通り。

(例)301a:10b8:bd01:0112:188a:1fc0:1001:10aa

IPアドレスの調べ方

Windows上で自身のIPアドレスを調べるには、コマンドプロンプトを起動し「ipconfig」コマンドで調べることができます。

ブロードバンドルータなどを介してインターネットに接続している場合、「ipconfig」コマンドで表示されるIPアドレスのほとんどは「プライベートIPアドレス」です。ただし、ブロードバンドルータなど介していない場合は、グローバルIPアドレスが表示されます。

IPアドレス確認方法

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