この記事ではIPアドレスについてまとめていきたいと思います。

IPアドレスとは

IPアドレス（Internet Protocol Address）とは、「インターネットで通信するための住所」のようなものです。ネットワークに接続する機器すべてに割り当てられ、通信相手を指定する際に使用されます。IPアドレスが被ると通信先が特定できなくなってしまうので、被らないように設定されています。（のちに例外が出てきます…）

IPアドレスには2種類の形式があります：

IPv4（例: 192.168.0.1）
IPv6（例: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）

初めにこれら2つの違いについてまとめます！

IPv4とIPv6の違い

IPv4は「192.168.10.1」のようなもので全部で42億9496万7296通りあります。（正確にはもう少し少ない）

しかし、それではIPアドレスが足りなくなってきました。
地球の人口が約81億人(2025年1月現在)、一人でスマホやPCなど、インターネットにつながる機器を複数台持つ時代となり、また、洗濯機や掃除機などの家電や、自動車などでもインターネットにつながる時代となりました。

そこで新しく生まれたのが「IPv6」です。

IPv6は「2400:2200:4f4:1fb9:e76d:da00:3154:88ce」のようなもので、約340澗(かん)通りあります。
これは、「兆」の6つ上の単位であり実質無限とも言えます。

世界中のすべての機器がIPv6になってしまえばいいのですが、そんなことができるはずもなく、現在はIPv4とIPv6が併存している、まさに移行期とも言えます。しかしIPv4ではIPアドレスはすでに足りなくなっています。さらに前述の通りIPアドレスは重複すると送信先を特定することがでません。そのためIPv4では、IPアドレスが重複しないよう工夫がなされています。これがIPアドレスの理解を難しくしていると思われます。

以下でそれらの工夫について、特に「グローバルIPアドレス」、「ローカルIPアドレス」について解説していこうと思います。

IPv4とIPv6の違いまとめ

項目	IPv4	IPv6
アドレス長	32ビット	128ビット
表記形式	10進数で4つの数字をドットで区切る（例: 192.168.1.1）	16進数で8つのセグメントをコロンで区切る（例:2400:2200:4f4:1fb9:e76d:da00:3154:88c）
アドレス数	約43億（2³²）	約340澗（2¹²⁸）
通信速度への影響	ヘッダーが小さく高速	ヘッダーが大きく処理負荷が増加する場合も
対応状況	全ネットワークで利用可能	対応は進行中（IPv4との併存期）

グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスの違い

グローバルIPアドレス
ローカルIPアドレス

グローバルIPアドレス

グローバルIPアドレスは、インターネット上で唯一無二のアドレスであり、世界中で重複しないように割り当てられます。

主な特徴：

インターネット通信に必要：インターネット上の他のデバイスと通信するために使用されます。
外部アクセスが可能：他のネットワークからアクセス可能なため、ウェブサーバーやリモートアクセスに利用されます。

ローカルIPアドレス

ローカルIPアドレスは、LAN内でデバイスを識別するためのアドレスであり、ルーターやスイッチによって管理されます。一般にプライベートIPアドレスとも呼ばれます。

主な特徴：

LAN内限定の通信：同じネットワーク内のデバイス間で通信するために使用されます。
NAT（Network Address Translation）で外部通信可能：
ローカルIPアドレスは通常、そのままではインターネットに接続できませんが、ルーターのNAT機能を介してグローバルIPアドレスを共有することで通信が可能です。

ルーター：
ルーターはインターネット上の他のデバイスと通信するためのグローバルIPアドレスと、同じネットワーク内のデバイスと通信するためのローカルIPアドレスの両方を持つ

グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスのイメージ

まとめ

IPアドレスは、インターネットやネットワークで通信するために欠かせない「デバイスの住所」のような役割を果たします。この記事では、IPv4とIPv6、グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスの違いを中心に解説しました。

IPv4とIPv6の違い：
IPv4はアドレス枯渇の問題を抱えており、これを解決するために桁数を大幅に増やしたIPv6が登場しました。IPv6は理論上、ほぼ無限のアドレスを提供できますが、現在は移行期にあり、両者が併存しています。

グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスの違い：
グローバルIPアドレスはインターネット上で唯一無二のアドレスであり、外部通信に必要です。一方、ローカルIPアドレスはLAN内の通信に利用され、NAT技術を使ってグローバルIPを共有することで外部通信が可能になります。

ルーターの役割：
ルーターは、ネットワーク間の橋渡し役として機能し、グローバルIPアドレスとローカルIPアドレスを使い分けて通信を実現しています。

これらの仕組みを理解することで、ネットワークの基本的な動作を把握できるようになります。今後の技術的な進化を見据えて、IPv6の普及やネットワーク管理の効率化にも注目していきましょう。

参照：
IPアドレスとは？仕組みや確認方法、個人の特定について解説｜ICT Digital Column　【公式】NTTPCコミュニケーションズ