IPアドレスとは

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IPアドレスとは、ネットワーク通信する上での住所のことです。

例えば端末Aが端末Bに通信したいときは、端末Aは[送信元=端末AのIPアドレス 宛先=端末BのIPアドレス]という情報を付け加えて通信します。

ルータ等のNW機器は宛先である端末BのIPアドレスを見て、通信経路を決定していき、やがて端末Bに辿り着きます。これらの経路決定プロセスルーティングと言います。

端末Bが端末Aに返信したい場合は同じように[送信元=端末BのIPアドレス 宛先=端末AのIPアドレス]という情報を付け加えて通信します。

今やIPはインターネットで利用されている、世界標準の通信方法です。インターネット通信をする端末は、必ず IPアドレスが割り振られています。

IPアドレスは32bitで構成され、8bitずつ10進数に変換し、.(ドット)で区切られて表現されます。

以下に、192.168.1.1というIPアドレスを持つ端末Aと、10.2.3.4というIPアドレスを持つ端末Bとの通信の例を示します。

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IPアドレスの範囲別用途

IPアドレスの範囲は0.0.0.0から255.255.255.255までですが、範囲によって用途が定められています。具体的には以下です。

IPアドレス帯割り当て用途
0.0.0.0~0.255.255.255予約デフォルトルートの表示等
1.0.0.0~126.255.255.255クラスA一般的なユニキャスト通信
127.0.0.0~127.255.255.255ループバックホストが自身宛への通信時に利用(DNSサーバとして自らを指定する場合等で利用)
128.0.0.0~191.254.255.255クラスB一般的なユニキャスト通信
191.255.0.0~191.255.255.255予約未定
192.0.0.0~223.255.254.255クラスC一般的なユニキャスト通信
223.255.255.0~223.255.255.255予約未定
224.0.0.0~239.255.255.255クラスDマルチキャスト通信
240.0.0.0~255.255.255.255クラスE予約(実験用、ブロードキャストアドレス等)

ネットワークアドレス

IPアドレスはネットワーク部とホスト部に分けることができ、ネットワーク部を表現したアドレスを特に ネットワークアドレスと呼びます。例えば、192.168.1.254というアドレスがあるとき、ネットワーク部を先頭から24bitとしたとき、ネットワークアドレスは192.168.1.0となります。なお、このネットワークアドレスは、端末にIPアドレスとして設定することはできません

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ネットワークアドレスを別名でネットワークセグメント、もしくは単にセグメントと呼ぶこともあります。

同一ネットワークセグメント内のホスト同士は、ハブやL2スイッチだけで通信ができ、 異なるネットワークセグメントのホスト同士は、ルータやL3スイッチにより通信ができるようになります。詳細はこちらをご参照下さい

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先の例ではネットワーク部を先頭から「24bit」と仮定しましたが、何bitにするか、というのは決め方が2つあります。1つはクラスフルという考え方によるもの、もう1つはサブネットマスクという考え方によるものです。

クラスフル

クラスフルとは、IPアドレスの範囲によってネットワーク部のbit数が決まる、というものです。具体的には以下の通りです。

クラスAの範囲 = 1.0.0.0~126.255.255.255

クラスAにおいては、先頭8bitがネットワーク部となります。例えば10.2.3.4というIPアドレスであれば、ネットワークアドレスは10.0.0.0になります。

クラスBの範囲 = 128.0.0.0~191.254.255.255

クラスBにおいては、先頭16bitがネットワーク部となります。例えば172.20.30.40というIPアドレスであれば、ネットワークアドレスは172.20.0.0になります。

クラスCの範囲 = 192.0.0.0~223.255.254.255

クラスCにおいては、先頭24bitがネットワーク部となります。例えば192.168.33.44というIPアドレスであれば、ネットワークアドレスは192.168.33.0になります。

サブネットマスク

クラスフルという考え方は今はほぼ使われていません。理由としては、IPアドレスの枯渇により、効率的な割り当てが出来なくなっているためです。特にクラスAでは理論上ではホスト部が2の24乗≒1600万台の端末の配置が可能ですが、現実的にそのような構成は不可能です。

それよりも色々なネットワークアドレスに256台程度の端末を置くくらいがちょうどよいのです。そこで、クラスという概念を取り外し、全てのIPアドレスでネットワーク部を自由に決められるようにしました。それがサブネットマスクです。また、この考え方をクラスレスと言います。

例えば “1.1.1.1/28” という表記があった場合、”1.1.1.1″がIPアドレスを意味し、“/28”というのが『先頭28bitがネットワーク部である』ことを示したサブネットマスクを意味します。

なお、 “192.168.0.0/16” という、クラスフルにおいては24bitであったネットワーク部が16bitに減るような場合、“/16″をスーパーネットマスクとも言いますが、押し並べてサブネットマスク、と呼ぶことが多いです。

このクラスレスによるルーティングサポートをCIDR(サイダー:Classless InterDomain Routing)と呼び、元々CIDRをサポートしていなかったルーティングプロトコル(RIPv1等)がCIDRを制限付きでサポートする方式をFLSM(Fixed Length Subnet Mask)と呼びます。また、FLSMの制限に打ち勝つために作られたCIDRをフルサポートするルーティングプロトコル(RIPv2やOSPF、EIGRP、BGP等)が扱う方式をVLSM(Variable Length Subnet Mask)と呼びます。この辺りは分かりにくい解説が多いですが、以下の記事に分かり易い説明を詳しく載せています。

【絶対分かる!】CIDR と VLSM、FLSMの違い ~サブネットマスクの変化~

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ブロードキャストアドレス

ネットワーク部の一番最初のIPアドレスをネットワークアドレスと呼ぶ、ということを理解して頂いたと思いますが、逆にネットワーク部の一番最後のIPアドレスブロードキャストアドレスと呼びます。

このブロードキャストアドレスを宛先としたパケットは、スイッチが受信すると複製し、全てのポートから送信します。つまり、同セグメント内の全ての端末やルータに放送(ブロードキャスト)するわけです。ネットワークアドレスと同様に、このブロードキャストアドレスも端末にIPアドレスとして設定することはできません

プライベートIPアドレス

IPネットワークにおいて通信を行うホストには、そのNW網において一意なIPアドレスが割り当たっている必要があります。インターネットという世界中を接続したIPネットワークにおいては、全ての機器に一意のIPアドレスを割り当てるにはIPアドレスが足りない状態です。そこで現在は、会社等の単位で利用するプライベートIPアドレスを使うのが一般的です。ただし、プライベートIPではインターネットへの接続ができないため、インターネットに出るときだけPATを使う構成が一般的です。

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プライベートIPアドレスは、会社などのIPネットワーク網で使われ、他の会社と同じ(一意でない)アドレスで構いません。プライベートIPアドレスは以下のアドレス帯です。

10.0.0.0~10.255.255.255 = 10.0.0.0/8
172.16.0.0~172.31.255.255 = 172.16.0.0/12
192.168.0.0~192.168.255.255 = 192.168.0.0/16

また、プライベートIPアドレス同士の通信をインターネット越しで実現するには、インターネットVPNという技術が必要になります。前述の通り、プライベートIPアドレスではインターネット上で経路を一意に定めることができず、ルーティングができないからです。

特殊なアドレス帯

192.0.2.0/24

このアドレス帯は各メーカのコンフィグガイド等の説明用で使えるグローバルアドレス帯で予約されています。(実通信では使われないことになっています)

169.254.0.0/16

このアドレス帯はIP自動取得にしていて、DHCPからのIP取得ができない場合に自動生成されるIPアドレス帯です。下位16bitはMACアドレスから一意に生成されるのが一般的です。また、最近はAmazon AWSでの接続にもこのアドレス帯が流用されているようです。

自分のIPアドレスの確認方法

Windowsであれば、コマンドプロンプトから”ipconfig”と打つことで確認できます。

  1. Windowsキー + R
  2. 「ファイル名を指定して実行」の名前欄に “cmd” と打ち、Enter
  3. ポップアップしたコマンドプロンプトにて “ipconfig”と打ち、Enter

「 IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 」と表示された横にあるのがIPアドレスです。

この欄にグローバルIPアドレスではなくプライベートIPアドレスが表示されていて、かつ、インターネットとも通信ができる状態であれば、ルータによってNAT(PAT)変換されています。NATについてはこちらを参照して下さい

NAT変換後のIPアドレスを確認したい場合は、以下サイト等で調べることができます。

確認くん http://www.ugtop.com/spill.shtml

「あなたのIPアドレス (IPv4)」と表示された横にあるのがNAT変換後のIPアドレスです。

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