IPアドレスのクラスや範囲、セグメント、ホスト部について徹底的に解説

IPアドレスとは、インターネットの住所のようなもので、スマートフォンやパソコンでインターネットを利用していると、必ず耳にする言葉です。

IPアドレスの仕組みは複雑です。そのため、初心者にとってはなかなか学習が難しい分野でもあります。

今回の記事では、IPアドレスの種類や仕組みをかみ砕いてわかりやすく解説します。

さらに、IPアドレスを確認する方法やIPv4とIPv6の違いなどについても紹介。

IPアドレスを学習して、インターネットの仕組みを理解しましょう。

スマートフォンやパソコンを利用していると、IPアドレスという言葉を耳にすることがあります。

インターネットにとってIPアドレスは欠かせません。

IPアドレスとは、スマートフォンやパソコンといったネットワーク機器の住所のようなものです。

インターネットでウェブページを閲覧したり、メールを送信したりするにはデバイスの識別が必要ですが、この識別に使われるのがIPアドレスです。

IPアドレスには「グローバルIPアドレス」「ローカルIPアドレス」「固定IPアドレス」「動的IPアドレス」などさまざまな用語があります。

まず、グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスについて解説します。

グローバルIPアドレスは、インターネットに接続するときに利用するIPアドレスです。

世界中のどこからデータを送受信しても間違わないように、グローバルIPアドレスは重複なく割り当てられています。

グローバルIPアドレスは、IPアドレスの管理団体が厳重に管理していて、必要になったときは、管理団体に申請を行って割り当ててもらう必要があります。

なお、家庭用のインターネット接続サービスは、ISP（インターネット・サービス・プロバイダ）がグローバルIPアドレスを持っています。

そのグローバルIPアドレスを、各家庭はISPから一時的に借りてインターネットに接続しています。

ローカルIPアドレスは、組織のネットワーク内でのみ利用できるIPアドレスです。

オフィス内や家庭内のネットワークでは通常、ローカルIPアドレスが使用されています。

ローカルIPアドレスはプライベートIPアドレスとも呼ばれます。

ローカルIPアドレスは、ネットワーク内で重複して利用することはできません。

通常、家庭内のWi-FiやLAN接続では、DHCPと呼ばれる仕組みを使って自動的にローカルIPアドレスが各デバイスに付与されていますが、手動で固定したローカルIPアドレスを設定することも可能です。

IPアドレスの範囲や仕組みについて、詳しく解説します。

IPアドレスは3桁の数字4つによって表されます。

IPアドレスの範囲は0.0.0.0から255.255.255.255までですが、範囲によって用途が定められています。

IPアドレスは、ネットワーク部とホスト部と呼ばれる2つの部分から成り立っています。

ネットワーク部は、そのIPアドレスが属するネットワークを識別するための部分、ホスト部は、ネットワーク内のコンピューターを識別するための部分になります。

インターネット普及期は、IPアドレスクラスという枠組みを使って割り当てを行っていて、このときはIPアドレスの最初の数桁を確認することでネットワーク部とホスト部の判別が可能でした。

しかし、インターネットの発展に伴いCIDR（Classless InterDomain Routing）という新しい仕組みが導入され、現在ではネットワーク部とホスト部の境目はCIDR表記で表されるようになっています（CIDR表記はプレフィックス表記とも呼ばれます）。

ネットワークアドレスとは、ネットワーク部のことです。

ネットワークアドレスは、あるネットワークに割り当てられたIPアドレス群の中で、そのネットワーク自身を指し示すアドレスのことです。

インターネットは複数の小さなネットワークに分割して管理されており、各サブネットにはアドレスブロック単位でIPアドレスが割り当てられます。

このブロックの先頭で、ホスト部を示す下位側のビットが0のアドレスがネットワークアドレスです。

プレフィックス表記はCIDR表記とも呼ばれ、IPv4の範囲を表記する方法の1つです。

192.168.1.0/24のように「先頭アドレス/ネットワーク部のビット数」で表記します。

なぜこのような表記になるかと言えば、現在のIPアドレスは前半何ビットがネットワーク部で、後半何ビットがホスト部なのかがネットワークごとに異なっているからです。

198.51.100.0～198.51.100.255が1つのネットワークアドレスである場合、サブネットマスクは二進数で「11111111.11111111.11111111.00000000（255.255.255.0）」となります。

これを「198.51.100.0/24」のように表記するのがプレフィックス表記です。

IPアドレスは0～255までの数字をピリオドで区切って表現されます。

IPアドレスはホストに対して割り当てられるのではなく、NIC（ネットワークインターフェイスカード）ごとに割り当てられます。

ただし、ネットワーク自体を示す192.168.1.0のようなネットワークアドレスは割り当てられません。

ほかにも、ブロードキャストアドレス（192.168.1.255など）や、自分自身を示すループバックアドレスも割り当てられません。

動的IPアドレスと固定IPアドレスの違いについて解説します。

動的IPアドレスとは、接続のたびに異なるIPアドレスが割り当てられる方式のことです。

例えば、ルーターのDHCP機能は自動でネットワーク内のデバイスにIPアドレスを割り当てているため、いったん接続を切って再接続すると、異なるIPアドレスが割り当てられることがあります。

このように、決まったIPアドレスが割り振られない方法を、動的IPアドレスと呼びます。

家庭用インターネット接続では、多くのISPが動的IPアドレス方式を採用しています。

固定IPアドレスは、専用のIPアドレスを割り当てる方法です。

デバイスをインターネットから切断しても、必ず同じIPアドレスで再接続されます。

ローカルIPアドレスは、設定によって固定IPアドレスにすることが可能です。

また、グローバルIPアドレスでも、多くの場合ISPに追加料金を支払うことで固定IPアドレスにできます。

固定IPアドレスを希望する場合は、ISPに確認してみましょう。

固定IPアドレスは、外部ネットワークからいつでも同じIPアドレスで接続できるため、VPN接続やサーバーの運営などに利用します。

IPアドレスにはIPv4とIPv6という仕組みがあります。

IPv4は約43億台のコンピューターがインターネットに接続できますが、現在はIPアドレスの枯渇問題に直面しています。

そのため、新しくリリースされた仕組みがIPv6です。

それぞれの仕組みについてわかりやすく解説します。

IPv4は、1990年代からインターネットの普及とともに広く使われるようになりました。

インターネットでは、それぞれのデバイスを識別するためにIPアドレスが割り当てられます。

IPv4ではIPアドレスを32ビットのデータとして表現します。

そのため、2の32乗である42億9496万7296個のIPアドレスが存在します。

しかし、インターネットが普及するにつれてIP枯渇問題が取り沙汰されるようになりました。

そこで、次世代のプロトコルとして注目されているのがIPv6です。

IPv6は、IPアドレスを128ビットのデータとして表現します。

アドレスの総数は約340澗（かん）個となり、事実上の無限と言って差し支えない数です。

IPv6の特徴はIPアドレスの数だけではありません。

家庭のネットワーク内に付与されるIPv6は、MACアドレスベースで自動的に設定されるため、利用者はIPアドレスの設計や設定が不要となります。

すでに携帯事業者が提供しているインターネット接続サービスはIPv6に対応済みで、コンテンツ供給側であるサーバーも今後、徐々に対応していく見通しです。

IPアドレスを確認する方法について解説します。

ローカルIPアドレスは、オフィスや家庭内のネットワークでデバイスごとに割り当てられます。

ローカルIPアドレスの確認には、コマンドプロンプトを使うことが必要です。

Windowsの場合、コマンドプロンプトからローカルIPアドレスを確認できます。

コマンドプロンプトは「Windowsのスタートボタン」→「Windows システムツール」→「コマンドプロンプト」で起動してください。

立ち上げたら「ipconfig」と入力してEnterキーを押下すると、ローカルIPアドレスが表示されます。

グローバルIPアドレスを調べる方法はいくつかあります。

コマンドプロンプトでも調べられますが、グローバルIPアドレスを調べるウェブサービスを利用する方法が簡単です。

コマンドプロンプトを上述した手順で立ち上げ、「nslookup」を入力してください。

このようにIPv4やIPv6のIPアドレスが表示されます。

なお、「nslookup」の後にドメインを入力してEnterキーを押下すると、ドメインのグローバルIPアドレスを調べられます。

CMANは無料でさまざまなサービスを提供しているウェブサイトで、グローバルIPアドレスの確認サービスもあります。

CMANでグローバルIPアドレスを確認

上記のリンクをたどってウェブページを表示すると、あなたが利用しているグローバルIPアドレスが表示されます。

グローバルIPアドレス以外にもpingの応答や開放されているポートなども調査可能です。

確認くんは、ウェブページを表示するだけでグローバルIPアドレスが調べられます。

確認くんでグローバルIPアドレスを確認

グローバルIPアドレスのほかに「ゲートウェイの名前」「OSの解像度」「プロキシの有無」なども表示されます。

ラッコツールズはさまざまなツールを提供しているウェブサービスです。

「見出し抽出」「IPアドレス確認」「文字数カウント」「関連キーワード」「画像圧縮」など多種多様なツールがあります。

ラッコツールズ
ラッコツールズでグローバルIPアドレスを確認

ラッコツールズのグローバルIPアドレス確認ページでは、グローバルIPアドレスのほかに「国」「地域」「OS」「ブラウザ」なども表示されます。

今回は、IPアドレスについて解説しました。

IPアドレスには、インターネットに接続するためのグローバルIPアドレスと、ネットワーク内のデバイスを識別するためのローカルIPアドレスがあります。

さらに接続するごとにIPアドレスが変わる動的IPアドレスと、専用に割り振られて固定された固定IPアドレスがあります。

IPアドレスの仕組みを学習し、インターネットの基礎を理解しましょう。

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