いまさら聞けない「IPアドレス」 IPv6とIPv4の表記方法の違いとは?IPネットワーク再入門【第1回】

IPアドレスはネットワークの基本だが、意外と奥が深い。インターネットで使われるプロトコルは「IPv4」と「IPv6」の2バージョンが主流だ。IPアドレスの仕組みと表記方法をIPv4とIPv6の両方で解説する。

2024年04月23日 08時00分 公開
[Damon GarnTechTarget]

 ネットワーク機器同士が通信するには、インターネットにおける住所である「IPアドレス」が必要になる。実はIPアドレスに加えて、ネットワークを分割する技術「サブネット」も必要となる。なおサブネットによる分割後のネットワーク断片もサブネットと呼ぶ。

 ネットワーク機器は、2つの仕組みを利用して通信の送信元と宛先を識別し、ネットワークアドレスを個別に管理している。こうした仕組みを理解するために、まずはIPアドレスの仕組みから確認しよう。

IPアドレスの基礎知識――IPv6とIPv4の表記方法の違い

 IP(インターネットプロトコル)のバージョン「IPv4」のIPアドレス(IPv4アドレス)の場合、各コンピュータはネットワーク上で一意のIPアドレスを持ち、ノード(コンピュータなどの機器)はそれを頼りに情報を交換する。

 データはパケットと呼ばれる断片に分解され、ネットワークを移動する。郵便の封筒に宛先と差出人住所が記載されているのと同じように、各パケットには送信元と宛先のIPアドレスが含まれている。

 IPアドレスは具体的にどのような数字や規則で成り立っているのか。コンピュータはIPv4アドレスを32bitのバイナリ(2進数)文字列として扱っているが、人間にとって2進数は分かりにくい。そのため、10進数のアドレスに変換する。例えば、バイナリ文字列の「11000000.00000000.00000010.00000010」は、「192.0.2.2」といった、0〜255の4個の数字の組み合わせに変換される。このようなIPアドレスの表記方法は「ドット付き10進表記」と呼ぶ。

 IPアドレスの数には上限がある。IPv4のアドレスの長さ(アドレス長)は32bitであるため、2の32乗である約43億個しかない。インターネットに接続するコンピュータが増え続ける中で、43億個では全てのコンピュータに割り振るには足りないため、次世代バージョンの「IPv6」への移行が進んでいる。「IPv5」も存在するが実験用のプロトコルであり、一般的な利用には向かない。

 IPv6のアドレス長は、32bitのアドレス長を持つIPv4に比べて、 4倍となる128bitになる。128bitを16bitごとに8つのフィールドで16進数によって表記する。16進数は0から9までの10個の数字と、AからFまでの6個のアルファベットを使って数値を表記する。「2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:0000」といった具合だ。

 IPv6の表記方法には2つのルールがある。1つ目はセクション内の先頭の0を省略可能であることだ。そのため「0001」は「1」と表記できる。2つ目は「:」で区切られたフィールドが0のみであり、かつこの条件を満たすフィールドが2個以上続く場合には「::」といった形で省略できる。ただし、このルールは1つのアドレスで1度しか使えない。

 この2つのルールを適用すると、先述の「2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:0000」は「2001:db8:0:0:0:ff00:42:0」と省略できる。「2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0000」であれば「2001:db8::」となる。複雑だと考えられがちなIPv6アドレスも、IPv4アドレスと同等の分かりやすさで表記できる場合があるということだ。


 次回は、IPアドレスの「クラス」の概念について説明する。

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