先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「IPv4って聞いたことありますけど、どんな意味があるんですか？」

先生

「IPv4は読み方はIPv4（アイピーブイフォー）、インターネットで最も広く使われたIPアドレス規格です。」

生徒

「IPアドレスってなんで必要なんですか？」

先生

「郵便物に住所がいるように、インターネットでも機器ごとに住所が必要で、それがIPアドレスなんです。」

1. IPv4の読み方と基本構成

IPv4（アイピーブイフォー）は「Internet Protocol version 4」の略で、32ビットの数字で構成されます。
例：192.168.10.20 は 4つの数字がピリオド（.）でつながった形式です。

2. IPv4 アドレスの仕組み

32ビットを8ビットごとに分け、それぞれを10進数で表します。

例：192 → 二進で 11000000
168 → 10101000、10 → 00001010、20 → 00010100

つまり、IPv4アドレスは「数字の住所」です。

3. ネットワーク部とホスト部とは？

IPv4は「ネットワーク部」と「ホスト部」に分かれます。

CIDR（サイダー）表記で/24のとき：

ネットワーク部：最初の24ビット（例：192.168.10）
ホスト部：最後の8ビット（例：.20 の部分）

この仕組みで、どのネットワークに属しているかを判断できます。

4. IPv4 の接続可能台数

IPv4全体では32ビットで、約43億個（2³²個）のアドレスがあります。
ネットワーク部が24ビットなら256個、ホスト部が8ビットで254台まで接続可能です。

5. プライベートIPとグローバルIP

IPv4ではプライベートIP（読み方：プライベートアイピー）という、家庭や会社内だけで使う番号があります。

192.168.x.x
10.x.x.x
172.16.x.x～172.31.x.x

これらは外の世界（インターネット）には直接つながりません。

6. アドレス枯渇とIPv6への移行

IPv4は普及しすぎて数が足りなくなってしまいました。そのため、IPv6（読み方：アイピーブイロクス）に移行が進んでいます。

7. IPv4の確認方法

Windowsではipconfig、LinuxやMacではifconfigやip addrで確認できます。
IPアドレスとサブネットマスクが表示されます。

8. 覚えておきたい用語チェック

IPv4（アイピーブイフォー）
CIDR（サイダー）
ネットワーク部・ホスト部
プライベートIP・グローバルIP

まとめ

IPv4の基本と役割を振り返る

この記事では、IPv4とは何かという基礎から、IPアドレスの構成、通信の仕組み、プライベートIPとグローバルIPの違い、そしてIPv4アドレス枯渇の問題までを段階的に解説してきました。IPv4は「Internet Protocol version 4」の略で、インターネット上の機器一台一台を識別するための住所として使われてきた仕組みです。私たちが普段インターネットを使うとき、意識することはほとんどありませんが、Webサイトの閲覧、メールの送受信、オンラインサービスの利用など、あらゆる通信の土台を支えてきました。

IPv4アドレスは32ビットで構成され、ピリオドで区切られた四つの数字として表現されます。この形式はとても直感的で、人間にも分かりやすい反面、割り当てられる数に限りがあるという特徴があります。そのため、IPv4は長年にわたり工夫を重ねながら使われてきました。

ネットワーク部とホスト部の考え方

IPv4を理解するうえで重要なのが、ネットワーク部とホスト部の概念です。ネットワーク部は「どのネットワークに属しているか」を示し、ホスト部は「その中のどの機器か」を表します。CIDR表記を使うことで、ビット単位でこの境界を明確に指定でき、効率的なアドレス管理が可能になります。

この仕組みによって、ルーターやスイッチは通信先が同じネットワーク内なのか、別のネットワークなのかを判断し、適切にデータを転送します。IPv4は単なる数字の集合ではなく、ネットワーク全体を整理し、通信を成り立たせるためのルールとして機能しているのです。

プライベートIPとグローバルIPの使い分け

IPv4では、すべての機器に世界で一意な番号を割り当てることが難しくなったため、プライベートIPアドレスという仕組みが導入されました。家庭や会社の内部ネットワークではプライベートIPを使い、外部のインターネットと通信するときにはルーターがグローバルIPに変換します。この仕組みのおかげで、限られたIPv4アドレスを多くの人が共有できるようになっています。

プライベートIPとグローバルIPの違いを理解すると、家庭用ルーターの設定やネットワークトラブルの原因も見えやすくなります。なぜ直接インターネットに出られないアドレスがあるのか、その理由を知ることはネットワーク理解の大きな一歩です。

IPv4枯渇とIPv6への流れ

IPv4は約四十億個のアドレスを持っていますが、スマートフォンやIoT機器の普及により、その数は足りなくなりました。この問題をアドレス枯渇と呼び、現在ではIPv6への移行が進められています。それでもなお、IPv4は多くの環境で現役で使われており、基礎知識として理解しておく価値は非常に高いといえます。

IPv6を学ぶ際にも、IPv4の仕組みを理解していると違いが分かりやすくなります。IPv4はインターネットの歴史を支えてきた重要な技術であり、その考え方は今後のネットワーク技術にも引き継がれています。

先生と生徒の振り返り会話

生徒

「IPv4って名前だけ聞くと難しそうでしたが、インターネットの住所だと考えるととても分かりやすかったです。プライベートIPとグローバルIPの違いも理解できました。」

先生

「それは良い理解ですね。IPv4はネットワークの基礎中の基礎なので、ここを押さえておくと今後の学習が楽になります。」

生徒

「アドレスが足りなくなってIPv6が必要になった理由も納得できました。ニュースで聞く言葉の意味が分かるようになりそうです。」

先生

「その感覚が大切です。技術の背景を理解すると、表面的な知識ではなく本質が見えてきます。これからも一つずつ積み重ねていきましょう。」