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IPアドレス(アイピーアドレス)とは何?

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。

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。

プライベートIPアドレス

次に、ローカルネットワークに接続しているプライベートIPアドレスについて解説します。
「ルーター」を代表として「グローバルIPアドレス」を割り当てるので、実際インターネットと通信しているのはルーター1台になります。そこでルーターとスマホやパソコンなどの機器との通信の間で使われるのが「プライベートIPアドレス」です。
プライベートIPアドレスのことをLANとも呼びます。プライベートIPアドレスは、直接グローバルIPアドレスとやりとりすることができません。グローバルIPアドレスとやりとりするには、ブロードバンドルーターのNAT(Network Address Translation)という機能が必要となります。
NAT とは、このプライベート IP アドレスをグローバル IP アドレスに変換する技術のことです。

自分のIPアドレスを確認する方法

自分のIPアドレスを確認する方法があります。
グローバルIPアドレスは通常変動するので、プライベートIPアドレスを確認する場合が多いです。

グローバルIPアドレスの場合

サーバー監視/ネットワーク監視サービスなどの Webサービスにアクセスして確認することができます。

プライベートIPアドレスの場合

Windows10のパソコンを利用している場合はコマンドプロンプト画面を使用して確認します。コマンドプロンプト画面を表示するには、スタートから検索でコマンドプロンプトのアプリ探し、起動してください。 次にこの画面で、「ipconfig」 というコマンドを入力し、「Enter」キーを押してください。
ネットワーク接続に関する情報が表示されるので、「IPv4」の箇所を確認してください。こちらが現在使用しているパソコンのプライベートIPアドレスになります。

IPアドレスの管理方法

IPアドレスはグローバルIPアドレス、プライベートIPアドレスがともに同じ数字にならないように管理されています。

グローバルIPアドレス

ICANNという団体がグローバルIPアドレスを管理しており、この団体が必要に応じて配下の団体(地域や国、プロバイダ)にIPアドレスを配布します。
個々の利用者が、インターネット接続のためにブロードバンドルーターを使用すると、ISPからは自動的に一つのグローバルIPアドレスが提供されます。

プライベートIPアドレス

家庭内で、パソコンなどの端末をブロードバンドルーターに接続すると、DHCPサーバーによって端末に自動的に他の端末と重複しないプライベートIPアドレスが自動的に付与されます。
ほとんどの場合にはブロードバンドルーターなどに内蔵されているので、特別に用意する必要はありません。

まとめ

誰がどこに接続しているのかを区別することができるIPアドレスという仕組みは、インターネットになくてはならないものです。
近年、広く使用されているIPv4アドレスが枯渇するという問題が生まれています。
そこで、IPv6という新しい種類のIPアドレスが普及し始めています。IPv6アドレスは事実上無限の数のIPアドレスや、インターネットの高速化など新しい可能性を持っています。