LESSON 30分

IPv4アドレスの仕組み

ストーリー

「先輩、192.168.1.1 って数字はどういう意味があるんですか？」

「いい質問だね。あの数字にはちゃんとルールがあるんだ」

「ルール？」

「そう。4つの数字の意味や、どの範囲が使えるかが決まっているんだよ」

IPv4アドレスの形式

基本形式

192.168.1.1
  • 4つの数字 をドット（.）で区切る
  • 各数字は 0〜255 の範囲
  • この4つの数字のまとまりを オクテット と呼ぶ

なぜ0〜255なのか

各オクテットは 8ビット（1バイト） で表現されます。

8ビットで表せる範囲:
00000000 = 0
11111111 = 255

2進数と10進数の対応

10進数:  192    .  168    .  1      .  1
2進数:   11000000  10101000  00000001  00000001

合計 32ビット で1つのIPv4アドレスを表します。

ネットワーク部とホスト部

IPアドレスは ネットワーク部 と ホスト部 の2つに分かれます。

192.168.1.100
├─────────┤ ├┤
ネットワーク部  ホスト部

住所の例え

東京都千代田区丸の内 1-1-1
├─────────────────┤ ├───┤
町名まで = ネットワーク部   番地 = ホスト部
  • ネットワーク部: どのネットワークに属するか（町名）
  • ホスト部: そのネットワーク内のどのコンピュータか（番地）

同じネットワークかどうかの判別

PC-A:  192.168.1.10   → ネットワーク: 192.168.1.0
PC-B:  192.168.1.20   → ネットワーク: 192.168.1.0  ← 同じ！
PC-C:  192.168.2.10   → ネットワーク: 192.168.2.0  ← 違う！

ネットワーク部が同じなら、同じネットワーク（LAN）内にいます。

IPアドレスのクラス（参考）

歴史的に、IPアドレスはクラスに分けられていました。

クラス範囲ネットワーク部用途
クラスA1.0.0.0 〜 126.255.255.255最初の1オクテット大規模ネットワーク
クラスB128.0.0.0 〜 191.255.255.255最初の2オクテット中規模ネットワーク
クラスC192.0.0.0 〜 223.255.255.255最初の3オクテット小規模ネットワーク

現在はクラスの概念はあまり使われず、CIDR というより柔軟な方法が主流です（次のセクションで解説）。

IPアドレスの枯渇問題

IPv4アドレスの総数

32ビット = 2^32 = 約43億個

世界の人口は約80億人。スマホ、PC、IoT機器...43億個では全然足りません。

どう対処しているか

対策説明
プライベートIP + NAT1つのグローバルIPを複数機器で共有
IPv6新しいアドレス体系（ほぼ無限のアドレス数）
CIDRIPアドレスを効率的に割り当てる仕組み

IPアドレスの割り当て

自動割り当て（DHCP）

通常、IPアドレスは DHCP サーバーによって自動的に割り当てられます。

[あなたのPC] ──「IPアドレスください」──> [DHCPサーバー（ルーター）]
[あなたのPC] <──「192.168.1.10を使って」── [DHCPサーバー（ルーター）]
  • Wi-Fiに接続するだけで自動でIPアドレスが割り当てられる
  • 接続するたびに異なるIPアドレスが割り当てられることもある

固定割り当て（静的IP）

サーバーなど、常に同じIPアドレスが必要な場合は手動で設定します。

Webサーバー: 192.168.1.100（常にこのアドレス）

まとめ

ポイント内容
IPv4の形式4つのオクテット（0〜255）をドットで区切る
ネットワーク部どのネットワークに属するかを表す
ホスト部ネットワーク内のどの機器かを表す
アドレス数約43億個（現在は枯渇状態）
DHCPIPアドレスを自動で割り当てる仕組み

チェックリスト

  • IPv4アドレスの形式（4オクテット、0〜255）を理解した
  • ネットワーク部とホスト部の違いが分かる
  • IPv4アドレスが約43億個しかないことを知った
  • DHCPによる自動割り当ての仕組みを理解した

次のステップへ

IPv4アドレスの基本構造が分かりましたね。

次のセクションでは、サブネットマスク と プライベートIP について学びます。ネットワーク部とホスト部の境界をどう決めるのか、詳しく見ていきましょう。

推定読了時間: 30分