この記事の要点

IP アドレス = ネットワーク上の機器を一意に識別する番号 IPv4: 32 bit、約 43 億個、表記 192.168.1.1。枯渇済で NAT で延命 IPv6: 128 bit、約 340 澗個、表記 2001:db8::1。グローバル一意で NAT 不要 プライベート IPv4: 10.0.0.0/8 / 172.16.0.0/12 / 192.168.0.0/16 CIDR /24 = サブネットマスク 255.255.255.0 = ホスト 254 個 (ネット / ブロードキャストを除く)

IP アドレスとは

IP アドレス (Internet Protocol Address) は、ネットワーク上のホスト (PC / サーバ / ルータ / プリンタ等) を一意に識別する番号です。電話番号や住所と同じで、これがないとパケットの宛先が決まりません。

現在 2 つのバージョンが並走しています:

項目	IPv4	IPv6
ビット数	32 bit	128 bit
個数	約 43 億 (2^32)	約 340 澗 (2^128)
表記	10進4オクテット 192.168.1.1	16進8グループ 2001:db8::1
区切り	ピリオド .	コロン :
ヘッダ	20 byte (可変)	40 byte (固定)
NAT	必須 (枯渇のため)	不要 (一意)
ブロードキャスト	あり	無し (マルチキャストのみ)

IPv4 の構造

32 bit を 8 bit ずつ 4 つに区切り、10 進数で表記します:

192.168.1.1
 │   │  │ └─ 第4オクテット (0-255)
 │   │  └─── 第3オクテット
 │   └────── 第2オクテット
 └────────── 第1オクテット

2進表記:
11000000.10101000.00000001.00000001

各オクテット = 8 bit = 0-255 (2^8 = 256 通り)

クラス (歴史) と CIDR

かつては IP アドレスはクラス A / B / Cに分けられていましたが、現在は CIDR (Classless Inter-Domain Routing) で柔軟に分けます:

クラス	範囲	デフォルトマスク	ホスト数
A	0.0.0.0 〜 127.255.255.255	/8 (255.0.0.0)	約 1670 万
B	128.0.0.0 〜 191.255.255.255	/16 (255.255.0.0)	約 6.5 万
C	192.0.0.0 〜 223.255.255.255	/24 (255.255.255.0)	254
D (マルチキャスト)	224.0.0.0 〜 239.255.255.255	—	—
E (実験)	240.0.0.0 〜 255.255.255.255	—	—

サブネットマスクと CIDR 表記

IP アドレスはネットワーク部 + ホスト部に分かれます。どこで分けるかをサブネットマスクで指定:

IP:    192.168.1.50
Mask:  255.255.255.0      ← /24 と同じ意味

  192.168.1   .  50
  ─────────    ───
  ネットワーク部  ホスト部

CIDR 表記: 192.168.1.50/24
  → 先頭 24 bit (= 192.168.1) がネットワーク部
  → 残り 8 bit (= 50) がホスト部
  → このネットワークは 192.168.1.0 〜 192.168.1.255 の 256 個
  → 使えるホスト IP は .1 〜 .254 (.0 はネットワーク, .255 はブロードキャスト)

主な CIDR とホスト数

CIDR	サブネットマスク	合計	使用可能ホスト
/32	255.255.255.255	1	1 (単一ホスト)
/30	255.255.255.252	4	2 (PtP リンク)
/29	255.255.255.248	8	6
/28	255.255.255.240	16	14
/24	255.255.255.0	256	254
/16	255.255.0.0	65,536	65,534
/8	255.0.0.0	16,777,216	16,777,214

特殊な IPv4 アドレス

アドレス	意味
0.0.0.0	未指定 / 全インタフェース (待受)
127.0.0.0/8 (主に 127.0.0.1)	ループバック (自分自身)
10.0.0.0/8	プライベート (クラス A)
172.16.0.0/12	プライベート (クラス B)
192.168.0.0/16	プライベート (クラス C)
169.254.0.0/16	リンクローカル (APIPA / DHCP 失敗時)
255.255.255.255	リミテッドブロードキャスト
224.0.0.0/4	マルチキャスト
100.64.0.0/10	CGN (キャリアグレード NAT)

NAT (Network Address Translation)

IPv4 の枯渇を補うために、プライベート IP とグローバル IP を変換する仕組みです:

[家庭 PC]                [家庭ルータ]              [インターネット]
192.168.1.50  ─── NAT ───  203.0.113.10  ────────→  example.com (8.8.8.8)

送信時:
src=192.168.1.50:55555  →  src=203.0.113.10:60000

受信時 (NAT テーブルで逆変換):
dst=203.0.113.10:60000  →  dst=192.168.1.50:55555

これにより複数の社員 PC が 1 つのグローバル IP を共有可能。
NAT には PAT (Port Address Translation) も含むのが一般的で、
ポート番号も書き換えて多重化します。

IPv6 の構造

完全表記: 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001

省略ルール:
- 各グループの先頭ゼロは省略可: 2001:db8:0:0:0:0:0:1
- 連続するゼロは :: で 1 回だけ省略可: 2001:db8::1
- ループバック: ::1 = 0:0:0:0:0:0:0:1
- 未指定: ::  = 0:0:0:0:0:0:0:0

URL 内で IPv6 アドレスを使う: [角括弧で囲む]
http://[2001:db8::1]:8080/path

IPv6 の主な範囲

範囲	用途
::/128	未指定
::1/128	ループバック
fe80::/10	リンクローカル (同セグメント内のみ)
fc00::/7	ユニークローカル ULA (IPv4 のプライベート相当)
2000::/3	グローバルユニキャスト
ff00::/8	マルチキャスト
::ffff:0:0/96	IPv4 マップド (デュアルスタック用)

IPv6 のメリット

• アドレス枯渇問題の解消 (340 澗個 ≈ 地球上の砂粒の数 × 数兆倍)
• NAT 不要でエンドツーエンド通信が自然に
• SLAAC (ステートレス アドレス自動設定) で DHCP 不要
• IPsec 標準対応 (IPv4 は後付け)
• ヘッダ簡素化でルータ処理が高速
• マルチキャスト中心でブロードキャストストーム回避

デュアルスタック (IPv4/IPv6 共存)

現在の多くのネットワークは IPv4 と IPv6 両方を喋れるデュアルスタック構成:

[ホスト]
  IPv4: 192.168.1.50
  IPv6: 2001:db8::1234

DNS:
  example.com  A     203.0.113.10
  example.com  AAAA  2001:db8::1

ブラウザは Happy Eyeballs アルゴリズムで
IPv6 / IPv4 を並列試行し、早く繋がった方を使う。

各 OS での IP 確認コマンド

# Linux (新)
ip addr show
ip a

# Linux (旧 ・ macOS) — ifconfig は非推奨だが現役
ifconfig

# 特定インタフェース
ip addr show eth0

# ルーティング
ip route show
route -n

# DNS 解決
nslookup example.com
dig example.com
host example.com

# 接続テスト
ping example.com         # IPv4
ping6 example.com        # IPv6
ping -6 example.com      # Linux で IPv6 指定

# 名前解決設定 (Linux)
cat /etc/resolv.conf

# Windows
ipconfig
ipconfig /all
ipconfig /release       # DHCP リース解放
ipconfig /renew         # DHCP リース取得
ipconfig /flushdns      # DNS キャッシュクリア

# PowerShell
Get-NetIPAddress
Get-NetIPConfiguration
Test-NetConnection example.com -Port 443
Resolve-DnsName example.com

# ルーティング
route print
Get-NetRoute

IP アドレスの割り振り方

方式	説明	用途
静的	手動設定	サーバ / プリンタ / ルータ
DHCP	サーバが動的払い出し	クライアント PC / スマホ
SLAAC (IPv6)	ルータ広告 + MAC ベース自動生成	IPv6 クライアント
APIPA (169.254.0.0/16)	DHCP 失敗時の自動割当	緊急時のみ
Bonjour / mDNS	リンクローカル + .local 名解決	家庭 LAN / プリンタ自動検出

FAQ

Q: 自分のグローバル IP を知りたい
A: curl ifconfig.me / curl ipinfo.io / ブラウザで「グローバル IP」で検索。

Q: 192.168.1.1 にアクセスしてもルータ管理画面が出ない
A: ルータのデフォルト IP は機種次第。ipconfig で「デフォルト ゲートウェイ」を確認すれば自分のルータ IP が分かる。

Q: IPv6 を無効化したい
A: 機器ごとの設定で可能だが、現代ではアプリ動作不良の原因になるため無効化非推奨。Microsoft も Windows での IPv6 無効化を非推奨としている。

Q: なぜ IP アドレスを覚えなくて済む？
A: DNS (Domain Name System) がドメイン名 ↔ IP アドレスを変換しているため。