【超入門】【ネットワーク】IPアドレスとは？

前回の記事では、自宅のネットワークを例に、パソコンからインターネット上のWebサイトへ通信する流れを見てみました。

今回は、その通信で使われる「IPアドレス」について説明します。

IPアドレスという言葉はよく聞くけれど、IPv4やIPv6の違い、なぜ2種類あるのかは分からない、という方も多いのではないでしょうか。

まずは、IPアドレスが何のために使われているのかから見ていきましょう。

■IPとは何か？

IPは「Internet Protocol」の略です。

Protocolは、通信を行うためのルールを意味します。IPは、ネットワークを越えてデータを届けるための通信ルールの一つです。

インターネットでは、Webサイトを見るときも、動画を再生するときも、データが小さな単位に分けられてネットワーク上を流れます。そのデータをどこからどこへ送るのかを示すために、IPアドレスが使われます。

IPアドレスは、ネットワーク上の住所のようなものです。

ただし、IPだけでインターネット通信に必要なすべてのルールが決まるわけではありません。IPは主に宛先へデータを届けるための仕組みで、通信の目的に応じてTCPやUDPなど、ほかのプロトコルと組み合わせて使われます。

■IPアドレスにはIPv4とIPv6がある

IPアドレスには、主にIPv4とIPv6があります。

「v」はバージョンを表します。つまり、IPv4はバージョン4、IPv6はバージョン6です。

●IPv4

IPv4のアドレスは、32ビットで構成されます。

普段は、次のように数字を4つに区切って表します。

192.168.1.20

区切られた数字は、それぞれ0から255までの範囲で表されます。

IPv4で使えるアドレスの数には上限があります。計算上は約43億個ですが、すべてを一般の機器に割り当てられるわけではありません。特別な用途に予約されているアドレスなどもあるためです。

インターネットの利用が広がり、パソコンだけでなく、スマートフォンや家電など多くの機器が接続されるようになったことで、IPv4アドレスが不足するようになりました。

●IPv6

IPv6は、IPv4よりも多くのアドレスを使えるように設計された新しいバージョンです。

IPv6のアドレスは128ビットで構成され、次のようにコロンで区切って表します

IPv4よりはるかに多くのアドレスを扱えるため、インターネットに接続する機器が増えても、アドレスを割り当てやすくなります。

IPv6のアドレス表記はIPv4より長く見えますが、毎回人が手入力するものではありません。機器やネットワークが通信に使います。

■なぜIPv4は今も使われているのか？

IPv4アドレスが不足しているなら、すべてIPv6に切り替えればよいと思うかもしれません。

しかし、インターネット上にはIPv4で動いている機器やサービスが数多くあります。すべてを一度にIPv6へ切り替えることは簡単ではありません。

そこで、IPv4アドレスを節約しながら使う方法の一つとして、NATが広く使われています。

●NATとは？

NATは、ネットワーク間でIPアドレスを変換する仕組みです。

自宅では、パソコンやスマートフォンにローカルIPアドレスを割り当て、ルーターを通じてインターネットへ接続する構成がよく使われます。

例えば、自宅の中ではパソコンがローカルIPアドレスを使い、インターネットへ通信するときにルーターが外部向けのアドレスに変換します。これにより、家庭内の複数の機器が、限られたIPv4アドレスを共有して外部と通信できます。

ただし、NATはIPv4アドレス不足を解消したわけではありません。アドレスを節約し、IPv4を使い続ける助けになっている仕組みです。

そのため、IPv4は今も広く使われており、IPv6への移行も並行して進められています。

■スマートフォンはIPv6で通信している？

スマートフォンの通信では、IPv6が使われることがあります。

ただし、「スマートフォンは必ずIPv6だけで通信している」とは限りません。携帯電話会社や契約、端末、接続先のサービスなどによって、IPv4とIPv6の両方を使う場合や、IPv6を中心に使いながらIPv4のサービスへ接続するために変換を行う場合があります。

例えば、端末と携帯電話会社のネットワークの間ではIPv6を使い、接続先がIPv4にしか対応していない場合には、途中のネットワークで通信を変換する方式があります。

利用者から見ると、普段はIPv4かIPv6かを意識せずにWebサイトやアプリを使えます。通信方式の違いを吸収する仕組みがネットワーク側に用意されているためです。

■IPアドレスを知ると、通信の流れが見えてくる

IPアドレスは、ネットワーク上で通信相手を示すために使われます。

IPv4はアドレス数に上限があり、NATなどで節約しながら今も使われています。一方、IPv6はより多くのアドレスを扱えるように設計されています。

自宅のパソコンで ipconfig を実行すると、IPv4アドレスなどを確認できます。前回の記事で見た「自宅のLANからルーターを経由してインターネットへ出る流れ」と照らし合わせると、IPアドレスがどこで使われるのかをイメージしやすくなります。

次にネットワークの設定画面を見るときは、表示されているアドレスがIPv4なのかIPv6なのかを探してみてください。