IPアドレス(アイピーアドレス)とは何？

2022/09/22 IT小ネタ帳編集室

タグ: 光回線

IPアドレス(Internet Protocol Address)とは、インターネット上に接続された機器が持つナンバーのことです。IPアドレスには種類やルールが存在します。わかりやすく解説していきます。

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1 IPアドレス(アイピーアドレス)とは？
2 IPアドレス(アイピーアドレス)のルール　
3 IPアドレスの種類
4 自分のIPアドレスを確認する方法
- 4.1 グローバルIPアドレスの場合
- 4.2 プライベートIPアドレスの場合
5 IPアドレスの管理方法
- 5.1 グローバルIPアドレス
- 5.2 プライベートIPアドレス
6 まとめ

IPアドレス(アイピーアドレス)とは？

IPアドレス(Internet Protocol Address)とは、インターネット上に接続された機器が持つナンバーのことです。データをやり取りする際、ネットワーク上で通信相手を間違わないようにするために使われます。インターネット上での住所のような役割を担っています。

IPアドレス(アイピーアドレス)のルール　

IPアドレスは、コンピューター内部では2進数で処理されることから、32ビットの整数値で表されます。しかし、人には2進数はわかりにくいため、分かりやすくするために32ビットの整数値を8ビットずつ4つに分割して10進数でIPアドレスを表します。

ネットワーク部・ホスト部

IPアドレスは、ネットワーク部とホスト部から構成されています。
ネットワーク部というのは、どのネットワークに所属しているかを示す部分です。一方、ホスト部とは、上記のネットワーク部の中でのホスト(コンピューター端末)を指しています。

住所にたとえると、ネットワーク部は「東京都」のような地域エリアを表し、ホスト部は個々の家を表しています。前半のネットワーク部でネットワークを識別し、後半のホストアドレスで該当するネットワーク内のどのホストかを識別してデータを送受信しています。

ネットワーク部とホスト部の境界線は、IPアドレスによって異なっています。 IPアドレスはクラスA、クラスB、クラスCが存在し、クラスAが最も割当可能ホスト数が大きく、クラスB、クラスCになるにしたがって割当可能ホスト数が少なくなります。

クラスフルアドレス・クラスレスアドレス

上述のとおり、IPアドレスはネットワーク部とホスト部とから構成されていますが、32ビットの内、どこからどこまでネットワーク部でどこからどこまでがホスト部なのかは固定されておらず、IPアドレスによって異なります。

歴史的に以下の2種類の区別方法が存在しています。

1. クラスによる分類（クラスフルアドレス）
2. サブネットマスクによる分類（クラスレスアドレス）

クラスによる分類は初期のIPでの区別方法であり、現在はサブネットマスク（クラスレスアドレス）による分類方法が主流になっています。

クラスフルアドレス

クラスフルアドレスでは、IPアドレスはA〜Eの5種類のクラスに分類されています。

IPアドレスの先頭1~4ビットまでのビット列の組み合わせによって、どのクラスに属するかを判別することができます。
5つのクラスのうち、ユーザーに割り当てられるクラスはA～Cの3つのみになります。

クラス A~E	先頭ビット列	アドレス範囲（10進数）	ネットワークアドレス長	ホストアドレス長	割り当て可能なホスト数	補足
クラスA	0	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255	8ビット	24ビット	16777214個	–
クラスB	10	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255	16ビット	16ビット	65534個	–
クラスC	110	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255	24ビット	8ビット	254個	–
クラスD	1110	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255	–	–	–	IPマルチキャスト用途
クラスE	1111	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255	–	–	–	研究用途

先頭ビット列をみるか、10進数のアドレス範囲を見れば対象のIPアドレスがどのクラスかわかります。

そして、クラスがわかればネットワーク部とホスト部が必然的にわかるようになっているのでわかりやすいというのが、クラスフルアドレスの特徴になります。一方でクラスフルアドレスには問題点があり、クラスの分け方が3種類しかなく、無駄が多くなってしまいます。

インターネットが大きくなるにつれてネットワークアドレスが不足し、クラスフルアドレスをそのまま使うことは許されなくなり、無駄を小さくする仕組み「サブネットマスク（クラスレスアドレス）」が導入されました。

クラスレスアドレス

クラスレスアドレスとは文字通り、クラスの切れ目が定義されていないアドレスのことで、クラスの切れ目をサブネットマスクという数字で規定します。

サブネットマスクは、IPアドレスとセットで使われるもので、IPアドレスの32ビットのうち「どこからどこまでがネットワーク部でどこからどこまでがホスト部であるか」を示すものです（クラスレスアドレスの場合、サブネットマスクの指定は必須です）。

サブネットマスクは、IPアドレス同様に32ビットの正整数値になります。 IPアドレスのネットワーク部を表すビット部分が1になり、ホスト部を表すビット部分が0になります。そのため、最初にネットワーク部を示す「1」が連続し、その後にホスト部を示す「0」が連続する形になります。

ドメインとIPアドレスの関係性

IPアドレスがあるおかげでホスト間の通信が可能になりますが、単なる数字の羅列のため、日常生活では不自然で使いづらく覚えるのも困難です。そこでドメイン名が登場します。ニフティでは、nifty.comというドメインを使用しています。

もし、ドメインがない場合、ニフティのポータルサイトにアクセスするには、222.158.213.148という数字をURLに入力することになります。この222.158.213.148という数字とnifty.comという文字が紐づくことによって、いつものようにURLにnifty.comと入力するだけでポータルサイトにアクセスできるようになります。

IPアドレスとドメイン名を関連させる役割は、DNSサーバーとよばれるサーバーが担っています。

IPアドレスの種類

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アドレスという区分けがあります。グローバルIPアドレスは、インターネットに接続された機器に一意に割り当てられるIPアドレスです。

一方プライベートIPアドレスは、インターネットに接続しない独立したネットワークにおいて、接続された機器に一意に割り当てられるIPアドレスになります。接続しているネットワークがインターネットなのか、ローカルネットワークなのかという点が違いになります。

グローバルIPアドレス

インターネットに接続するIPアドレスのグローバルIPアドレスは、さらに動的IPアドレスと静的IPアドレス（固定IPアドレス）に分類されます。インターネット上でIPアドレスが重複してはいけないため、グローバルIPアドレスは、IPアドレスの管理団体が管理しています。

動的IPアドレス

IPアドレスが変動する場合、動的IPアドレスに分類されます。一般的な事例として、家庭でニフティなどのインターネット・サービス・プロバイダー(ISP)に接続する場合は動的IPアドレスを使用しています。

家庭でネットワーク機器にLANケーブルをつないでインターネットに接続すると、自動的にグローバルIPアドレスがISPより割り当てられます。
このアドレスは家庭ごとに定められているわけではないので、ルーターやホームゲートウェイを再起動したり、時間経過によってIPアドレスが変わります。

静的IPアドレス（固定IPアドレス）

静的IPアドレスは固定IPアドレスとも言われ、変動しないIPアドレスのことです。ホームページの公開サーバーや、メールの送受信のためのメールサーバーはIPアドレスが変わってしまうと、DNSサーバーで紐付けされたものとは別になってしまい、ドメイン名でのアクセスができなくなってしまいます。

多くのISPが固定IPサービスを提供しており、ニフティでも特定の料金コースを利用であればIPを固定することが可能になります。
また、近年ではプロパイダーから割り当てられるIPアドレスが変更になった場合でも、新しいIPアドレスをDNSに通知し、ドメイン名でアクセスが可能になるダイナミックDNSという技術もあるので、すべてのホームページの公開サーバーがIPを固定している訳ではありません。