⑨ネットワーク基礎

IPアドレスとは?IPv4・IPv6・プライベートIPとパブリックIPの基礎を解説

⑨ネットワーク基礎
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ネットワークを理解するうえで最も基本的な概念がIPアドレスです。この記事ではIPv4の構造・クラス・プライベートIPとパブリックIPの違い、そしてIPv6の基礎を解説します。

IPアドレスとは何か?

IPアドレス(Internet Protocol Address)は、ネットワーク上の機器を識別するための「住所」です。郵便で手紙を届けるには宛先の住所が必要なように、ネットワーク上でデータを届けるにはIPアドレスが必要です。

IPv4アドレスの構造

現在最もよく使われるIPv4は、32ビット(4バイト)の数値を.(ドット)で4分割した形式で表します。

192.168.1.100
↑     ↑  ↑  ↑
各部分は0〜255の数値(8ビット×4=32ビット)
10進数表記2進数表記
19211000000
16810101000
100000001
10001100100

プライベートIPアドレスとパブリックIPアドレス

IPアドレスにはプライベートIPパブリックIPの2種類があります。

種類使用場所アドレス範囲
プライベートIPLAN内(自宅・社内)10.0.0.0〜10.255.255.255
172.16.0.0〜172.31.255.255
192.168.0.0〜192.168.255.255
192.168.1.1(ルーター)
192.168.1.100(PC)
パブリックIPインターネット上上記以外プロバイダから割り当てられるIP

自宅のPCは192.168.x.xなどのプライベートIPを持ち、ルーターがNAT(Network Address Translation)によってパブリックIPに変換してインターネットに接続します。

特殊なIPアドレス

IPアドレス名前用途
127.0.0.1ループバックアドレス(localhost)自分自身を指す。ネットワークに出ない
0.0.0.0未指定アドレス「すべてのインターフェース」を表す場合に使用
255.255.255.255ブロードキャストアドレス同一ネットワーク全機器に送信
169.254.x.xリンクローカルアドレス(APIPA)DHCPサーバーが見つからない場合に自動割り当て

IPv6とは何か?

IPv4では約43億個のアドレスしか使えず、インターネットの爆発的な普及でアドレスが枯渇しました。そこで登場したのがIPv6です。

比較項目IPv4IPv6
ビット数32ビット128ビット
アドレス数約43億個約340澗(340兆の1兆倍の1兆倍)個
表記例192.168.1.12001:db8::1
ヘッダー複雑(オプション多数)シンプル(高速処理)
NAT必要原則不要(全機器がグローバルIPを持てる)
# Linuxでアドレス確認
ip addr show

# Windowsでアドレス確認
ipconfig

# IPv6のループバック
::1  # IPv4の127.0.0.1に相当

サーバー構築をしていると「なぜpingが通らないのか」のトラブルが多発します。大抵はIPアドレスの設定ミスかファイアウォールの問題です。まず「自分のIPは何か」「相手のIPは何か」「同じネットワークにいるか」を確認する習慣をつけると、原因の切り分けが早くなります。

hobbyshift管理人

まとめ

  • IPアドレスはネットワーク上の機器を識別する「住所」でIPv4は32ビット(0〜255の4組)
  • プライベートIP(192.168.x.x等)はLAN内で使用。パブリックIPはインターネット上で使用
  • 127.0.0.1(localhost)は自分自身を指す特殊なアドレス
  • IPv6はIPv4の枯渇問題を解決するため128ビットに拡張されたアドレス体系
  • 次の記事ではサブネットマスクとCIDR記法を解説する

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