IPアドレスとは？グローバルIP・プライベートIP・サブネットの違いをわかりやすく解説

ネットワークの学習をしていると、真っ先に出てくるのがこの「IPアドレス」という用語です。

ITパスポートや基本情報技術者試験の勉強でも必ず登場しますし、Webサイトの運営やサーバー契約の場面でも避けて通れない基礎知識です。

でも「IPアドレスとは、ネットワーク上の住所のようなものです」と言われても、正直ピンとこないですよね。

この記事では、IPアドレスの仕組みをたとえ話を使いながら、ITの専門知識がない方にもわかるようにていねいに解説します。グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの違い、IPv4とIPv6の違い、そしてサブネットマスクの基本まで、この1記事で全体像がつかめるように構成しました。

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IPアドレスをひとことで言うと「ネット上の住所」

IPアドレスとは、インターネットやネットワークに接続されている機器（パソコン、スマホ、サーバーなど）に割り当てられる識別番号のことです。

わかりやすく言うと、「インターネットの世界における住所」です。

現実世界で手紙を届けるには、相手の住所が必要ですよね。ネットワークの世界でも同じで、データを届けたい相手の「場所」がわからなければ、通信ができません。この「場所」にあたるのがIPアドレスです。

たとえば、あなたがブラウザで「web-den.com」にアクセスすると、裏側ではこんなやり取りが行われています。

文字で上記の流れをもう一度説明すると、あなたのパソコン「web-den.comのページが見たいです」→ DNSサーバー「web-den.comのIPアドレスは○○.○○.○○.○○ですよ」→ あなたのパソコンがそのIPアドレス宛にデータを要求 → Webサーバーがページのデータを返す。

という流れになります。

つまり、私たちが普段使っている「web-den.com」のようなドメイン名は、人間にとってわかりやすい「名前」であって、実際の通信にはIPアドレスという「数字の住所」が使われているわけです。

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IPアドレスの見た目と読み方

現在最も広く使われているIPアドレスは「IPv4（アイピーブイフォー）」と呼ばれる形式で、以下のような見た目をしています。

192.168.1.10

192.168.1.10

「.（ドット）」で区切られた4つの数字の組み合わせで構成されていて、それぞれの数字は0〜255の範囲です。つまり、0.0.0.0 から 255.255.255.255 までの組み合わせが存在します。

この4つの数字のかたまりを専門用語では「オクテット」と呼びます。覚えなくても問題ありませんが、参考書やIT系の記事では登場することがあるので、「ああ、あの4つのブロックのことね」と理解できれば十分です。

ここでよくある疑問が「IPアドレスって全部で何個あるの？」というものです。

計算すると、IPv4のアドレスは約43億個あります。

一見すると多いように感じますが、世界中のスマホ、パソコン、サーバー、IoT機器すべてに割り当てるには全然足りません。

これが後ほど説明する「IPv6」が生まれた理由です。

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの違い

IPアドレスには大きく分けて「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」の2種類があります。

ここが初心者にとって最も混乱しやすいポイントなので、たとえ話を使って整理しましょう。

マンションの住所をイメージしてみてください。

「東京都港区○○1-2-3 △△マンション」という住所は、郵便物を届けるために誰でも使える公の住所です。

これがグローバルIPアドレスにあたります。

インターネット全体の中で一意（ユニーク）な番号で、世界中のどこからでもこのアドレスを指定すれば通信できます。

一方、マンションの中には「101号室」「201号室」「302号室」という部屋番号がありますよね。

この部屋番号はマンションの中だけで通用するもので、外部から直接「302号室」とだけ指定しても届きません。

これがプライベートIPアドレスです。

実際のネットワークでは、家庭やオフィスのルーターがこの「マンション」の役割を果たしています。

ルーターにはグローバルIPアドレスが1つ割り当てられていて、ルーターの内側にあるパソコンやスマホには、それぞれプライベートIPアドレスが割り当てられています。

プライベートIPアドレスとして使える範囲は決まっていて、以下の3つの範囲が予約されています。

家庭のWi-Fiルーターの設定画面を開いたことがある方は、「192.168.1.○○」のような数字を見たことがあるかもしれません。

これはクラスCのプライベートIPアドレスです。

家のルーターが各端末に自動的に割り振っているもので、家庭内のネットワークでだけ通用する番号です。

ここでひとつ押さえておきたい大事なポイントがあります。

プライベートIPアドレスからインターネットに接続するとき、ルーターが「NAT（ナット）」という仕組みを使って、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換しています。

つまり、あなたのパソコンが直接インターネットに出ていくのではなく、ルーターが代わりにグローバルIPを使って通信しているわけです。

IPv4とIPv6の違い

先ほど「IPv4のアドレスは約43億個しかない」と書きました。

世界の人口が80億人を超え、一人が複数のデバイスを持つ時代に、43億個では到底足りません。

この問題を根本的に解決するために作られたのが「IPv6（アイピーブイシックス）」です。

IPv4とIPv6を並べて比較してみましょう。

IPv6のアドレス数は「340澗（かん）個」です。

澗（かん）というのは10の36乗、つまり340の後ろにゼロが36個つく数字です。

地球上の砂粒の数よりはるかに多いと言われていて、事実上「枯渇しない」と考えて差し支えありません。

見た目がまったく違うので戸惑うかもしれませんが、役割はIPv4と同じ「ネットワーク上の住所」です。

IPv6では各端末に固有のアドレスを直接割り当てられるので、NATのような変換の仕組みがなくても通信ができます。

現在はIPv4とIPv6が混在している過渡期です。

多くのWebサイトやサービスは両方に対応しており、ユーザーが意識して切り替える必要は基本的にありません。

レンタルサーバーやプロバイダーの仕様書で「IPv6対応」と書かれているのを見かけたら、「将来を見据えて新しい規格にも対応しているんだな」と理解できれば十分です。

サブネットマスクとは？ネットワークの「区画整理」

IPアドレスの話をすると、セットで出てくるのが「サブネットマスク」です。

ITパスポートや基本情報技術者試験でもよく出題されるテーマなので、ここで基本を押さえておきましょう。

サブネットマスクとは、IPアドレスのうち「どこまでがネットワーク部で、どこからがホスト部か」を区別するための数値です。

これだけだと意味がわからないので、マンションのたとえに戻りましょう。

先ほどの「東京都港区○○1-2-3 △△マンション 302号室」という住所を見てください。

この住所は、「東京都港区○○1-2-3 △△マンション」というビル全体を示す部分と、「302号室」という個別の部屋を示す部分の2つに分けられますよね。

IPアドレスもまったく同じ構造になっています。

192.168.1.10 というIPアドレスで、サブネットマスクが 255.255.255.0 の場合、前半3つの 192.168.1 が「ネットワーク部」（＝マンションの住所）にあたり、最後の 10 が「ホスト部」（＝部屋番号）にあたります。

同じネットワーク部を持つ機器同士（つまり同じマンションの住人同士）は、直接データをやり取りできます。

違うネットワーク部の機器とやり取りするには、ルーター（マンションの玄関）を経由する必要があります。

よく見るサブネットマスクの値とその意味をまとめておきます。

家庭のネットワークでは 255.255.255.0 が最も一般的です。

ルーターの配下に254台までの機器を接続できる設定で、一般家庭なら十分すぎる数です。

サブネットマスクを理解しておくと、ネットワークのトラブルシューティングで「なぜこの機器同士が通信できないのか」を判断できるようになります。

たとえば、2台のパソコンのIPアドレスが 192.168.1.10 と 192.168.2.10 だった場合、ネットワーク部が異なる（1と2）ので、ルーターなしでは直接通信できません。

こういった場面で「もしかしてサブネットが違う？」と気づけるかどうかが、ネットワーク知識の有無の差です。

自分のIPアドレスを確認する方法

「自分のIPアドレスってどうやって調べるの？」と思った方向けに、簡単な確認方法を紹介しておきます。

グローバルIPアドレスを確認したい場合は、ブラウザで

「確認くん」（https://www.ugtop.com/spill.shtml）

にアクセスするか、Googleで「my ip」と検索すると表示されます。

これはルーターに割り当てられているグローバルIPアドレスです。

プライベートIPアドレスを確認したい場合は、Windowsならコマンドプロンプトを開いて ipconfig と入力、Macならターミナルで ifconfig と入力すると、「IPv4 アドレス」の欄に表示されます。

192.168.○.○ のような数字が出てくるはずです。

まとめ

IPアドレスの全体像を振り返っておきましょう。

IPアドレスは「ネットワーク上の住所」です。

この住所がなければ、データの送受信先が特定できず、インターネットは成り立ちません。

IPアドレスにはグローバルIPアドレス（インターネット全体で使う公の住所）とプライベートIPアドレス（家庭やオフィス内で使う部屋番号）の2種類があります。

ルーターがNATという仕組みで両者を変換してくれるので、私たちは普段この違いを意識せずにインターネットを使えています。

現在主流のIPv4は約43億個のアドレスしかなく枯渇が問題になっていますが、次世代のIPv6では事実上無限のアドレスが利用可能です。

そしてサブネットマスクは、IPアドレスの中の「ネットワーク部」と「ホスト部」を区別するための仕組みで、ネットワークの区画整理をする役割を果たしています。

この記事の内容が理解できれば、ネットワークの基礎はかなり固まっています。

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