IPアドレスについて

2025年01月16日

IPアドレスとサブネットマスク

　IPアドレスは現在主流となっているIPv4と新しい規格であるIPv6の2種類があります。
　またサブネットマスクとは、アドレス単位のどこまでがグローバルIPアドレス（外部アドレス）でどこからがプライベートIPアドレス（内部アドレス）かを分別するためにつけられたマスク（覆い）です。
　
　つまりサブネットマスクとはネットワークの外部と内部を分けるための目印なのです。

　例えば現代のIPv4アドレスは例えばですが、このように記述します。

　196.168.1.0
　
　これに対しサブネットマスクは例えばですが、こう記述します。

　255.255.255.0

　すると、196.128.1までがグローバルなアドレス、つまりもう既に決定されてしまっているアドレスで、残りの最後の3桁がプライベートIPアドレス、つまり自分が自由に使えるアドレスということです。

　この場合ユーザーが使える数は256個となりますがプライベートIPアドレスは最初の数字と最後の数字が利用不可なので、結果として254個のプライベートIPアドレスが自由に使えるということになります。

　またこのような書き方でも意味は同じなので覚えておくと良いでしょう。（IPv6アドレスはこういう書き方が一般的です）

　196.168.1.0/24

　これはサブネットマスクの先頭24桁が1で埋まっているよというサインです。サブネットマスクは便宜上0~255までの数字4つで構成されてますが、2進法になおすと2の8乗が4つ…つまり2の32乗の数で表現できます。それの頭24桁が、1で埋まっているよと言うことです。つまサブネットマスクで1が表示されている箇所がグローバルIPアドレスとしてユーザーにとっては不可侵で、プライベートIPアドレスからするとあたかもマスク（覆い）が被せられているように見えるわけですね。この/xの数字のことをプレフィックス係数とも呼びます。

クラスA、クラスB、クラスCとは

　ここまで理解した上で、サブネットのクラスの問題に入っていきます。クラスの区別は至極簡単で、初めから何桁までがサブネットマスクかによってクラス分けがされています。

クラスAが初めの8桁～15桁が1
クラスBが初めの16桁～23桁が1
クラスCが初めの24桁～32桁が1
で覆われている状態を指します。
そしてそれぞれ、
クラスAは16777216個～131072個までのプライベートIPアドレス、
クラスBは65536個～512個までのプライベートIPアドレス、
クラスCは256個～1個までのプライベートアドレスが持てます。

IPv4とIPv6

　IPv4は32ビット、つまり2の32乗の数である約43億個のアドレスが作れます。

　しかしそれでは昨今のインターネットの急速な普及によって足りなくなってきたので、あらたにIPv6という規格が作られました。
　（現状は、サブネットマスクにより、外部と内部のネットワークを分けるシステムを構築したり、一度割り振ったIPv4アドレスの回収などを行うことによって、なんとか延命している状況です）
　
　それに対し、IPv6は128ビットつまり2の128乗、IPv4の規格である32ビットの4乗の数だけ、IPアドレスを作ることができ、その数は、なんと320澗という途方もない数になります。（1澗は1000000000000（1兆）の3乗ですので桁数を10進法で表示しようとしたくてもブログのレイアウトがおかしくなってしまって出来ないほどの桁数になります）

　サブネットマスクも同様に使われますが上にも述べたとおり、プレフィックス係数で表示することが一般的です。

　また通信方法も異なります、IPv4はダイアルアップ時のプロトコルを使用したで動くPPPoEという仕組みでしか通信できませんが、IPv6はPPPoE方式の他に、イーサネット時代に対応したIPoEという仕組みでさらに高速にインターネット通信が出来るようになります。

　このように、IPv6はいいことづくめのようですが、IPv4とIPv6は互換性がないため、二つのインターネットは交わりません。つまり、まったく別のものとなってしまいます。現状IPv4で廻っているインターネット空間からは、なかなか置き換わらないのはこういった理由があります。

また、現状、IPv6の通信網でIPv4を用いた通信を作る仕組みも考えられています。それが、IPv4 over IPv6、です。この、IPv4 over IPv6という仕組みは、ルーターでのIPv4のパケットデータをIPv6に変換させて、通信を行うというものです。つまりIPv6をIPv4に見せかける仕組みということになります。この技術はトンネリングと呼ばれています。

　最後にIPv4とIPv6の違いを表にまとめましたのでご覧ください。

クラス	2の何乗か	10進法	通信方法
IPv4	2の32乗	43億	PPPoE
IPv6	2ｎ128乗	320澗	PPPoE IPoE