IPアドレスとは?やさしく学ぶ完全ガイド
IPアドレスは、ネットワーク上の機器の「住所」です。インターネットを流れるすべてのデータの小包(パケット)は送信元と宛先のIPアドレスを持ち、ルーターは宛先をもとにパケットをホップごとに転送し、正しい機器へ届けます。IPアドレスが無ければ、データをどこへ送るかを示せません。
「IP」は Internet Protocol(インターネット・プロトコル) の略で、1981年の RFC 791 で定義されました。現在は2つの版が使われています。IPv4(いまも最も一般的)と、その後継として設計された IPv6 です。本記事はIPv4を中心に、必要に応じて詳しい記事へ案内します。
IPv4アドレスの構造
IPv4アドレスは 32ビットです。人が読みやすいように、その32ビットを オクテット と呼ぶ8ビットの4グループに分け、各グループを10進でドット区切りに書きます — ドット10進表記です。
192 . 168 . 0 . 1
11000000 10101000 00000000 00000001
└─8ビット┘ └─8ビット┘ └─8ビット┘ └─8ビット┘ = 合計32ビット
各オクテットは 0〜255(8ビットで表せる範囲)を取り、全体では 2³² ≈ 約43億 個になります。多そうに見えますが、すでに何年も前に枯渇しました。だからこそIPv6が存在し、CGNAT や NAT が当たり前になっています。
ドット10進からビットへ
10進のオクテットが8ビットにどう対応するかを見ると理解が進みます。
| 10進 | 2進 | 内訳 |
|---|---|---|
0 |
00000000 |
全ビットOFF |
1 |
00000001 |
1の位 |
192 |
11000000 |
128 + 64 |
255 |
11111111 |
全ビットON |
任意のアドレスは IP変換 で10進・2進・16進・32bit整数を相互変換できます。
ネットワーク部とホスト部
1つのアドレスは実は2つの情報を表します。機器がどのネットワークにいるかと、そのネットワーク内でどのホストかです。両者の境界は サブネットマスク、または同等の CIDR表記(例: /24)で決まります。
| 例 | 意味 |
|---|---|
192.168.0.0/24 |
先頭24ビット=ネットワーク、末尾8ビット=ホスト |
| ホスト部=8ビット | 192.168.0.1〜192.168.0.254(254台が利用可能) |
192.168.0.0 |
ネットワークアドレス(ホストに割り当てない) |
192.168.0.255 |
ブロードキャストアドレス(ホストに割り当てない) |
この分割がルーティングとサブネット化の土台です。マスク・ブロードキャスト・ホスト数・ブロックの分割といった仕組みは サブネットとCIDRの基礎 で扱い、サブネット計算機 で即座に計算できます。
グローバル/プライベート・静的/動的
IPアドレスは一様ではありません。
- グローバルアドレスは世界で一意でインターネット上をルーティングされます。プライベートアドレス(
192.168.x.xなど)は何百万もの家庭/社内ネットワークで再利用され、NATで変換されます。グローバルIPとプライベートIP を参照。 - 静的は固定、動的はDHCPで貸与され時間とともに変わります。静的IPと動的IP を参照。
- 一部は 特殊用途 で、ループバック
127.0.0.1(自分自身)などがあります。特殊アドレス と localhostと127.0.0.1 を参照。
IPv4とIPv6を一段落で
IPv6は 128ビット のアドレスを16進で書き(例: 2001:db8::1)、事実上無限の供給を持ち、NATを不要にします。IPv4と後方互換性が無いため、長い移行期間は両者を並行運用します(デュアルスタック)。まずは IPv6とは と IPv6とIPv4の違い から。
自分のIPアドレスを調べる
答えは2種類あります。機器に設定されたローカル(プライベート)IPと、世界から見えるグローバルIPです。
グローバルIPは当サイトの トップページ 上部に、逆引き・国・ネットワークとともに即表示されます。端末からはエコーサービスにも問い合わせられます。
curl https://show-ip-addr.com/api/myip
ローカルIPはOS別に次のとおりです。
# Linux
ip -4 addr show # または: ip a
# macOS (Wi-Fi)
ipconfig getifaddr en0
# Windows (PowerShell)
Get-NetIPAddress -AddressFamily IPv4
# 従来コマンド:
ipconfig
両者は通常異なります。PCは 192.168.0.10 を表示し、世界からは 203.0.113.5 に見える、といった具合です。この差がNATの働きで、グローバルIPとプライベートIP で解説します。
任意のアドレスを調査する
アドレスの保有者や所属ネットワークを調べるには、IP調査ツール(RDAPによる登録情報)と ASN調査(経路/AS視点)を使います。アドレスから個人について何が分かるかは IPから分かること を参照してください。
メモ: PCが内部で表示するIPと、世界が見るIPは通常異なります。内部IPはプライベートでどこでも再利用され、世界で一意なのはグローバルIPだけ。さらにそのグローバルIPもCGNATの下では近隣と共有されることがあります。