コンピュータ

COMPUTER

公開：2024-08-04

IPv4アドレスとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

IPv4アドレスとは

IPv4アドレスは、インターネットプロトコルバージョン4(IPv4)において使用されるアドレス体系です。IPv4アドレスは、インターネットに接続されたデバイスを一意に識別するために使用される32ビットの数値です。

IPv4アドレスは、0.0.0.0から255.255.255.255までの約43億個のアドレスを表現できます。しかし、特殊用途に予約されているアドレスもあるため、実際に使用可能なアドレス数はそれよりも少なくなります。

IPv4アドレスは、ネットワーク部とホスト部の2つの部分で構成されています。ネットワーク部は、デバイスが属するネットワークを識別し、ホスト部は、そのネットワーク内のデバイスを識別します。

IPv4アドレスは、ドット区切り10進表記で表現されます。この表記法では、32ビットのアドレスを8ビットずつ4つに分割し、各オクテットを0から255までの10進数で表現し、ドットで区切ります。

IPv4アドレスは、インターネットへの接続や、ネットワーク上でのデバイス間の通信に不可欠な要素です。ただし、IPv4アドレスの枯渇問題から、現在ではIPv6アドレスへの移行が進められています。

IPv4アドレスのクラス分け

IPv4アドレスのクラス分けに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• IPv4アドレスのクラスAからクラスEまでの特徴
• 各クラスにおけるネットワーク部とホスト部の割り当て
• クラスレスアドレッシングの登場と利点

IPv4アドレスのクラスAからクラスEまでの特徴

IPv4アドレスは、クラスAからクラスEまでの5つのクラスに分類されています。各クラスは、ネットワークの規模や用途に応じて割り当てられます。

クラスAは、大規模なネットワークに適しており、クラスBは中規模、クラスCは小規模なネットワークに適しています。クラスDはマルチキャストアドレス、クラスEは実験用に予約されています。

クラスA: 0.0.0.0 ～ 127.255.255.255
クラスB: 128.0.0.0 ～ 191.255.255.255
クラスC: 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255
クラスD: 224.0.0.0 ～ 239.255.255.255
クラスE: 240.0.0.0 ～ 255.255.255.255

各クラスにおけるネットワーク部とホスト部の割り当て

IPv4アドレスの各クラスでは、ネットワーク部とホスト部の割り当てが異なります。クラスAでは、先頭の8ビットがネットワーク部、残りの24ビットがホスト部となります。

クラスBでは、先頭の16ビットがネットワーク部、残りの16ビットがホスト部です。クラスCでは、先頭の24ビットがネットワーク部、残りの8ビットがホスト部となります。

クラスA: ネットワーク部 8ビット、ホスト部 24ビット
クラスB: ネットワーク部 16ビット、ホスト部 16ビット
クラスC: ネットワーク部 24ビット、ホスト部 8ビット

クラスレスアドレッシングの登場と利点

クラスベースのアドレッシングでは、アドレスの割り当てが非効率的であったため、クラスレスアドレッシングが登場しました。クラスレスアドレッシングでは、ネットワーク部とホスト部の境界を任意の位置に設定できます。

これにより、アドレスの無駄を減らし、IPv4アドレスの枯渇問題に対応できるようになりました。また、CIDRによってネットワークの集約が可能となり、ルーティングテーブルのサイズを縮小できるようになりました。

IPv4アドレスのサブネット化

IPv4アドレスのサブネット化に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• サブネット化の目的と仕組み
• サブネットマスクの役割とCIDR表記
• 可変長サブネットマスク(VLSM)の利点

サブネット化の目的と仕組み

サブネット化とは、IPv4アドレスのネットワーク部を分割して、複数の小さなネットワークを作成する技術です。サブネット化により、ネットワークの効率的な管理や、セキュリティの向上が可能になります。

サブネット化では、ホスト部の一部をサブネット部として使用します。サブネット部は、元のネットワーク部とホスト部の間に位置し、サブネットを識別するために使用されます。

サブネットマスクの役割とCIDR表記

サブネットマスクは、IPv4アドレスのネットワーク部とホスト部を区別するために使用されるビットマスクです。サブネットマスクは、ネットワーク部とサブネット部を1、ホスト部を0で表現します。

サブネットマスクは、ドット区切り10進表記や、CIDR(Classless Inter-Domain Routing)表記で表現されます。CIDR表記では、IPv4アドレスの後ろにスラッシュとネットワーク部とサブネット部のビット数を記述します。

例:
192.168.1.0/24 (サブネットマスク: 255.255.255.0)

可変長サブネットマスク(VLSM)の利点

可変長サブネットマスク(VLSM)は、サブネット化の際に、サブネット毎に異なるサブネットマスクを使用する技術です。VLSMを使用することで、必要に応じてサブネットのサイズを調整できます。

VLSMにより、アドレス空間の効率的な利用が可能となり、無駄なアドレスの割り当てを減らすことができます。また、ネットワークの階層化が容易になり、ルーティングテーブルのサイズを縮小できます。

IPv4アドレスの特殊用途

IPv4アドレスの特殊用途に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• プライベートアドレスの範囲と用途
• ループバックアドレスとその役割
• ブロードキャストアドレスとその使用方法

プライベートアドレスの範囲と用途

プライベートアドレスは、インターネットに直接接続されないローカルネットワークで使用されるIPv4アドレスです。プライベートアドレスは、IANA(Internet Assigned Numbers Authority)によって予約されており、以下の3つの範囲があります。

10.0.0.0 ～ 10.255.255.255 (10/8)
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255 (172.16/12)
192.168.0.0 ～ 192.168.255.255 (192.168/16)

プライベートアドレスは、グローバルに一意である必要がないため、複数のローカルネットワークで同じアドレスを使用できます。プライベートアドレスは、NAT(Network Address Translation)を使用してインターネットに接続されます。

ループバックアドレスとその役割

ループバックアドレスは、127.0.0.0/8の範囲のIPv4アドレスで、ホスト自身を指すために使用されます。ループバックアドレスは、主にソフトウェアの開発やテストの際に使用されます。

ループバックアドレスに送信されたパケットは、ネットワークインターフェースを経由せずに、直接ホスト内で処理されます。最も一般的に使用されるループバックアドレスは、127.0.0.1です。

ブロードキャストアドレスとその使用方法

ブロードキャストアドレスは、ネットワーク内の全てのホストにパケットを送信するために使用されるIPv4アドレスです。ブロードキャストアドレスは、ネットワークアドレスのホスト部を全て1にしたアドレスです。

例えば、192.168.1.0/24ネットワークのブロードキャストアドレスは、192.168.1.255となります。ブロードキャストアドレスは、ネットワーク内のホストを発見したり、ネットワーク設定を自動的に取得したりする際に使用されます。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

「コンピュータ」に関するコラム一覧「コンピュータ」に関するニュース一覧