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インターネットプロトコルアドレス（IPアドレス）は、192.168.1.1や2001:0db8:0000:0000:0000:8a2e:0370:7334などの数値ラベルであり、インターネットプロトコルを使用して通信するコンピュータネットワークに接続されたデバイスに割り当てられます。[ 1 ] IPアドレスは、ネットワークインターフェースの識別と位置指定という2つの主要な機能を果たします。
インターネットプロトコルバージョン4（IPv4）は、IPアドレスの最初の独立した仕様であり、1983年から使用されています。[ 1 ] IPv4アドレスは32ビットの数値として定義されていますが、インターネットの拡大に伴い、アドレス数が不足するようになり、 2010年代にはIPv4アドレス枯渇が発生しました。後継規格であるIPv6は、IPアドレスに128ビットを使用し、より大きなアドレス空間を提供します。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] IPv6の展開は2000年代半ばから進行中ですが、 2026年現在もIPv4とIPv6は併用されています。IPv6は18年ぶりに世界的に50%を超えました。[ 5 ]
IP アドレスは通常、人間が読みやすい表記で表示されますが、システムによってはさまざまなコンピュータ番号形式で使用される場合があります。CIDR表記は、アドレスのどの部分をルーティング プレフィックスとして扱うかを指定するためにも使用できます。たとえば、192.0.2.1 / 24 は、アドレスの24ビットがプレフィックスであり、残りの 8 ビットがホスト アドレス指定に使用されることを示しています。これは、従来使用されていたサブネット マスク(この場合は255.255.255.0 )と同等です。
IPアドレス空間は、インターネット割り当て番号機関（IANA）と5つの地域インターネットレジストリ（RIR）によってグローバルに管理されています。IANAはIPアドレスのブロックをRIRに割り当て、RIRはそれを地域内のインターネットサービスプロバイダ（ISP）や大規模機関などのローカルインターネットレジストリに配布する責任を負います。一部のアドレスはプライベートネットワーク用に予約されており、グローバルに一意ではありません。
ネットワーク内では、ネットワーク管理者が各デバイスにIPアドレスを割り当てます。このような割り当ては、ネットワークの運用方法やソフトウェアの機能に応じて、静的（固定または永続的）または動的になる場合があります。カナダや欧州連合などの一部の法域では、IPアドレスは個人データとみなされます。[ 6 ] [ 7 ]
IP アドレスは主に 2 つの機能を果たします。1 つはホスト、より具体的にはそのネットワーク インターフェイスを識別し、もう 1 つはネットワーク内のホストの位置を提供し、それによってそのホストへのパスを確立する機能を提供します。その役割は次のように特徴付けられています。「名前は私たちが探しているものを示します。アドレスはそれがどこにあるかを示します。ルートはそこに到達する方法を示します。」[ 1 ]各IP パケットのヘッダーには、送信ホストの IP アドレスと宛先ホストの IP アドレスが含まれています。
現在、インターネットでは2種類のインターネットプロトコルが一般的に使用されています。インターネットの前身であるARPANETで1983年に初めて導入されたオリジナルのインターネットプロトコルは、インターネットプロトコルバージョン4（IPv4）です。
1990年代初頭までに、インターネットサービスプロバイダやエンドユーザー組織に割り当てられるIPv4 アドレス空間が急速に枯渇したため、インターネット技術タスクフォース(IETF) はインターネットのアドレス指定機能を拡張するための新しい技術を模索し始めました。その結果、インターネットプロトコルが再設計され、1995 年に最終的にインターネットプロトコルバージョン 6 (IPv6)として知られるようになりました。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] IPv6 技術は、商用運用が開始される 2000 年代半ばまでさまざまなテスト段階にありました。
現在、インターネットプロトコルのこれら2つのバージョンは同時に使用されています。技術的な変更点の中でも、各バージョンはアドレスのフォーマットを異なって定義しています。IPv4が歴史的に広く普及していたため、一般的にIPアドレスという用語は、IPv4で定義されたアドレスを指します。IPv4とIPv6のバージョン番号のずれは、1979年に実験的なインターネットストリームプロトコルにバージョン5が割り当てられたことに起因しますが、このプロトコルはIPv5とは呼ばれませんでした。
バージョン 1 から 9 までが定義されましたが、広く普及したのは 4 と 6 だけでした。伝送制御プロトコル(後にTCP/IPと呼ばれるプロトコル スイート) のバージョン 1 [ 8 ]と 2 [ 9 ]は 1974 年と 1977 年に公開されました。バージョン 3 [ 10 ]は 1978 年に定義され、バージョン 3.1 は TCP が IP から分離された最初のバージョンです。[ 11 ] [ 12 ]バージョン 6 は、バージョン 6シンプル インターネット プロトコル、バージョン 7 TP/IX: 次世代インターネット、バージョン 8 P. インターネット プロトコル、バージョン 9 TCP および UDP のより大きなアドレス (TUBA) など、いくつかの提案されたバージョンを統合したものです。[ 13 ] [ 14 ]
IPv4とIPv6の両方において、IPネットワークはサブネットワークに分割できます。この目的のために、IPアドレスは2つの部分から構成されていると認識されます。上位ビットのネットワークプレフィックスと、残りのビットはレストフィールド、ホスト識別子、またはインターフェース識別子（IPv6）と呼ばれ、ネットワーク内のホスト番号付けに使用されます。[ 1 ]サブネットマスクまたはCIDR表記法は、 IPアドレスがネットワーク部分とホスト部分にどのように分割されるかを決定します。
サブネットマスクという用語は、IPv4でのみ使用されます。ただし、どちらのIPバージョンもCIDRの概念と表記法を使用します。CIDRでは、IPアドレスの後にスラッシュと、ネットワーク部分に使用されるビット数（10進数）が続きます。このビット数はルーティングプレフィックスとも呼ばれます。たとえば、IPv4アドレスとそのサブネットマスクは、それぞれ192.0.2.1と255.255.255.0です。同じIPアドレスとサブネットのCIDR表記は192.0.2.1 / 24です。これは、IPアドレスの最初の24ビットがネットワークとサブネットを示すためです。
IPv4アドレスのサイズは32ビットであり、アドレス空間は4,294,967,296（2³² ）個のアドレスに制限されます。このうち、一部のアドレスはプライベートネットワーク（約1,800万個）やマルチキャストアドレス指定（約2億7,000万個）などの特別な用途のために予約されています。
IPv4 アドレスは通常、ドット 10 進表記で表され、ドットで区切られた 0 から 255 までの 4 つの 10 進数で構成されます (例: 192.0.2.1 )。各部分は、アドレスの8 ビット (オクテット)のグループを表します。 [ 15 ]技術文書によっては、 IPv4 アドレスがさまざまな16 進数、8 進数、または2 進数で表現される場合もあります。
インターネットプロトコルの開発初期段階では、ネットワーク番号は常に最上位オクテット（最上位8ビット）でした。この方法では256個のネットワークしか指定できなかったため、ネットワーク番号で既に指定されている既存のネットワークとは独立したネットワークが新たに開発されるにつれて、すぐに不十分であることが判明しました。1981年に、クラスフルネットワークアーキテクチャの導入に伴い、アドレス指定仕様が改訂されました。[ 1 ]
クラスフルネットワーク設計では、より多くの個別のネットワーク割り当てと、よりきめ細かなサブネットワーク設計が可能になりました。IPアドレスの最上位オクテットの最初の3ビットが、アドレスのクラスとして定義されました。ユニバーサルユニキャストアドレッシング用に、3つのクラス（ A、B、C）が定義されました。導出されたクラスに応じて、ネットワーク識別はアドレス全体のオクテット境界セグメントに基づいて行われました。各クラスはネットワーク識別子に順次追加のオクテットを使用するため、上位クラス（BとC）のホスト数は減少します。次の表は、現在では廃止されたこのシステムの概要を示しています。
クラスフルネットワーク設計はインターネット黎明期には有効でしたが、1990年代のネットワークの急速な拡大に対応するには拡張性に欠けていました。アドレス空間のクラスシステムは、1993年にクラスレスドメイン間ルーティング（CIDR）に置き換えられました 。CIDRは可変長サブネットマスク（VLSM）に基づいており、任意の長さのプレフィックスに基づく割り当てとルーティングを可能にします。今日では、クラスフルネットワークの概念の名残は、一部のネットワークソフトウェアおよびハードウェアコンポーネントのデフォルト設定パラメータ（例：ネットマスク）や、ネットワーク管理者の議論で使用される専門用語として、限られた範囲でのみ機能しています。
初期のネットワーク設計では、すべてのインターネットホストとの通信においてグローバルなエンドツーエンド接続が想定されていたため、IPアドレスはグローバルに一意であるべきだと考えられていました。しかし、プライベートネットワークが発展し、パブリックアドレス空間を節約する必要が生じたため、必ずしもそうである必要はないことが判明しました。
インターネットに接続されていないコンピュータ、例えばTCP/IPを介して相互にのみ通信する工場設備などは、グローバルに一意なIPアドレスを持つ必要はありません。今日では、このようなプライベートネットワークは広く利用されており、必要に応じてネットワークアドレス変換（NAT）を用いてインターネットに接続するのが一般的です。
プライベートネットワーク用に、重複しない 3 つの IPv4 アドレス範囲が予約されています。[ 16 ]これらのアドレスはインターネット上でルーティングされないため、その使用は IP アドレスレジストリと調整する必要はありません。どのユーザーでも、予約されたブロックのいずれかを使用できます。通常、ネットワーク管理者はブロックをサブネットに分割します。たとえば、多くのホームルーターは、デフォルトのアドレス範囲192.168.0.0～192.168.0.255 ( 192.168.0.0 / 24 ) を自動的に使用します。
IPv6では、アドレスサイズがIPv4の32ビットから128ビットに増加し、最大2128 （約100万）のアドレス空間が利用可能になりました。3.403 × 10³⁸個のアドレス。これは当面の間は十分であると考えられる。
新しい設計の目的は、単に十分な数のアドレスを提供するだけでなく、サブネットワークのルーティングプレフィックスをより効率的に集約できるようにすることで、インターネットのルーティングを再設計することでもありました。これにより、ルータのルーティングテーブルの増加が緩やかになりました。最小の個別割り当ては、2 64ホスト用のサブネットであり、これは IPv4 インターネット全体のサイズの 2 乗です。このレベルでは、実際のアドレス使用率は、どの IPv6 ネットワーク セグメントでも小さくなります。新しい設計では、ネットワーク セグメントのアドレス指定インフラストラクチャ、つまりセグメントの利用可能なスペースのローカル管理を、外部ネットワークとの間でトラフィックをルーティングするために使用されるアドレス プレフィックスから分離する機会も提供されます。IPv6 には、グローバルな接続性やルーティング ポリシーが変更された場合、内部の再設計や手動での再番号付けを必要とせずに、ネットワーク全体のルーティング プレフィックスを自動的に変更する機能があります。
IPv6アドレスは数が多いため、特定の用途向けに大きなアドレスブロックを割り当てることができ、必要に応じて集約することで効率的なルーティングが可能になります。アドレス空間が広いため、CIDRで使用されるような複雑なアドレス節約方法を用いる必要はありません。
最新のデスクトップおよびエンタープライズサーバーのオペレーティングシステムはすべてIPv6をネイティブでサポートしていますが、家庭用ネットワークルーター、VoIP（Voice over IP ）機器、マルチメディア機器、一部のネットワークハードウェアなど、他のデバイスではまだ広く展開されていません。
IPv4 がプライベート ネットワーク用にアドレスを予約するのと同様に、IPv6 ではアドレス ブロックが確保されます。IPv6 では、これらはユニーク ローカル アドレス(ULA) と呼ばれます。ルーティング プレフィックスfc00:: / 7はこのブロック用に予約されており、[ 17 ]異なる暗黙のポリシーを持つ2 つの/ 8ブロックに分割されます。アドレスには、サイトが統合されたりパケットが誤ってルーティングされたりした場合にアドレスの衝突のリスクを最小限に抑える40 ビットの擬似乱数が含まれています。
初期の運用では、この目的のために別のブロック（fec0: :）が使用され、サイトローカルアドレスと呼ばれていました。[ 18 ]しかし、サイトを構成するものの定義は不明確のままであり、定義が不十分なアドレス指定ポリシーがルーティングの曖昧さを生み出しました。このアドレスタイプは廃止され、新しいシステムでは使用してはいけません。[ 19 ]
fe80::で始まるアドレス（リンクローカルアドレスと呼ばれる）は、接続されたリンク上で通信を行うためのインターフェースに割り当てられます。これらのアドレスは、各ネットワークインターフェースに対してオペレーティングシステムによって自動的に生成されます。これにより、リンク上のすべての IPv6 ホスト間で瞬時に自動的な通信が可能になります。この機能は、近隣探索プロトコルなど、IPv6 ネットワーク管理の下位レイヤーで使用されます。
プライベートアドレスおよびリンクローカルアドレスのプレフィックスは、パブリックインターネット上でルーティングされない場合があります。
IPアドレスは、ホストがネットワークに参加する際に動的に割り当てられるか、ホストのハードウェアまたはソフトウェアの設定によって永続的に割り当てられます。永続的な設定は、静的IPアドレスの使用とも呼ばれます。一方、コンピュータのIPアドレスが再起動のたびに割り当てられる場合は、動的IPアドレスの使用と呼ばれます。
動的IPアドレスはネットワークによって割り当てられます。アドレス割り当てに最もよく使用される技術は、動的ホスト構成プロトコル（DHCP）です。 [ 20 ]これにより、ネットワーク上の各デバイスに特定の静的アドレスを割り当てるという管理上の負担が軽減されます。また、特定の時間に一部のデバイスのみがオンラインになっている場合でも、デバイス間でネットワーク上の限られたアドレス空間を共有できます。一般的に、動的IP構成は最新のデスクトップオペレーティングシステムでデフォルトで有効になっています。
DHCPによって割り当てられるアドレスはリース契約に関連付けられており、通常は有効期限が設定されています。ホストが有効期限前にリース契約を更新しない場合、そのアドレスは別のデバイスに割り当てられる可能性があります。DHCPの実装によっては、ホストがネットワークに参加するたびに、 MACアドレスに基づいて同じIPアドレスを再割り当てしようとするものもあります。ネットワーク管理者は、特定のMACアドレスに特定のIPアドレスを割り当てるようにDHCPサーバーを設定することができます。
DHCPは、IPアドレスを動的に割り当てる唯一の技術ではありません。ブートストラッププロトコルは、DHCPと同様のプロトコルであり、DHCPの前身です。ダイヤルアップ接続や一部のブロードバンドネットワークでは、ポイントツーポイントプロトコルの動的アドレス機能が使用されています。
ルーターやメールサーバーなど、ネットワークインフラストラクチャに使用されるコンピューターや機器は、通常、静的アドレス設定で構成されます。
静的または動的なアドレス構成が存在しない場合、あるいは構成が失敗した場合、オペレーティングシステムはステートレスアドレス自動構成を使用してホストにリンクローカルアドレスを割り当てることがあります。
スティッキーとは、動的に割り当てられ、めったに変更されない IP アドレスを表す非公式な用語です。[ 21 ]例えば、IPv4 アドレスは通常 DHCP で割り当てられ、DHCP サービスは、クライアントが割り当てを要求するたびに同じアドレスを割り当てる可能性を最大化するルールを使用できます。IPv6 では、プレフィックス委任を同様に処理して、変更を可能な限りまれにすることができます。一般的な家庭や小規模オフィス環境では、インターネット サービス プロバイダ(ISP) から見えるデバイスは 1 台のルーターのみであり、ISP は可能な限り安定した構成、つまりスティッキーな構成を提供しようとします。家庭や企業のローカル ネットワークでは、ローカル DHCP サーバーがスティッキー IPv4 構成を提供するように設計されている場合があり、ISP はスティッキー IPv6 プレフィックス委任を提供することで、クライアントがスティッキー IPv6 アドレスを使用するオプションを提供できます。スティッキーはスタティックと混同しないでください。スティッキー構成には安定性の保証はありませんが、スタティック構成は無期限に使用され、意図的にのみ変更されます。
アドレスブロック169.254.0.0 / 16は、IPv4 ネットワークのリンクローカル アドレス指定の特別な用途のために定義されています。[ 22 ] IPv6 では、静的アドレスまたは動的アドレスを使用するかどうかにかかわらず、すべてのインターフェイスはブロックfe80:: / 10でリンクローカル アドレスを自動的に受け取ります。[ 22 ]これらのアドレスは、ホストが接続されているローカル ネットワーク セグメントやポイント ツー ポイント接続などのリンク上でのみ有効です。これらのアドレスはルーティングできず、プライベート アドレスと同様に、インターネットを通過するパケットの送信元または宛先にすることはできません。
リンクローカル IPv4 アドレスブロックが予約された当時、アドレス自動構成のメカニズムに関する標準は存在しませんでした。この空白を埋めるため、マイクロソフトは自動プライベート IP アドレス指定(APIPA)と呼ばれるプロトコルを開発し、その最初の公開実装はWindows 98に登場しました。[ 23 ] APIPA は何百万台ものマシンに展開され、業界の事実上の標準となりました。2005 年 5 月、 IETF はAPIPA の正式な標準を定義しました。[ 24 ]
IP アドレスの競合は、同じローカル物理ネットワークまたは無線ネットワーク上の 2 つのデバイスが同じ IP アドレスを主張する場合に発生します。アドレスの 2 回目の割り当ては、通常、いずれか 1 台または両方のデバイスの IP 機能を停止します。多くの最新のオペレーティングシステムは、 IP アドレスの競合を管理者に通知します。[ 25 ] [ 26 ] IP アドレスが異なる方法で複数の人やシステムによって割り当てられる場合、それらの 1 つに問題がある可能性があります。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]競合に関与するデバイスの 1 つが、LAN 上のすべてのデバイスの LAN 外へのデフォルト ゲートウェイアクセスである場合、すべてのデバイスが損なわれる可能性があります。
IPアドレスは、ユニキャスト、マルチキャスト、エニーキャスト、ブロードキャストといった、いくつかの動作特性のクラスに分類されます。
IPアドレスの最も一般的な概念は、IPv4とIPv6の両方で利用可能なユニキャストアドレス指定です。通常、単一の送信者または単一の受信者を指し、送信と受信の両方に使用できます。通常、ユニキャストアドレスは単一のデバイスまたはホストに関連付けられますが、デバイスまたはホストは複数のユニキャストアドレスを持つことができます。同じデータを複数のユニキャストアドレスに送信するには、送信者はすべてのデータを各受信者ごとに何度も送信する必要があります。
ブロードキャストは、IPv4で利用可能なアドレス指定技術であり、ネットワーク上のすべての可能な宛先に、全ホストブロードキャストとして1回の送信操作でデータを送信します。すべての受信側がネットワークパケットをキャプチャします。ネットワークブロードキャストには、アドレス255.255.255.255が使用されます。さらに、より限定された指向ブロードキャストでは、ネットワークプレフィックス付きのすべて1のホストアドレスが使用されます。たとえば、ネットワーク192.0.2.0 / 24上のデバイスへの指向ブロードキャストに使用される宛先アドレスは192.0.2.255です。[ 32 ]
IPv6はブロードキャストアドレス指定を実装せず、代わりに特別に定義された全ノードマルチキャストアドレスへのマルチキャストを使用します。
マルチキャストアドレスは、関心のある受信者のグループに関連付けられます。 IPv4 では、アドレス224.0.0.0から239.255.255.255 (以前のクラス Dアドレス) がマルチキャストアドレスとして指定されています。[ 33 ] IPv6 では、プレフィックスff00:: / 8のアドレスブロックをマルチキャストに使用します。いずれの場合も、送信者はユニキャストアドレスからマルチキャストグループアドレスに単一のデータグラムを送信し、中間ルーターがコピーを作成して、関心のあるすべての受信者 (対応するマルチキャストグループに参加している受信者) に送信する処理を行います。
ブロードキャストやマルチキャストと同様に、エニーキャストは一対多のルーティングトポロジです。ただし、データストリームはすべての受信者に送信されるのではなく、ルーターがネットワーク内で最も近いと判断した受信者にのみ送信されます。エニーキャストアドレス指定は、IPv6 の組み込み機能です。[ 34 ] [ 35 ] IPv4 では、エニーキャストアドレス指定は、最短経路メトリックを使用して宛先を選択するBorder Gateway Protocolで実装されています。エニーキャスト方式は、グローバルな負荷分散に役立ち、分散DNSシステムでよく使用されます。
ホストは、位置情報を使用して通信相手の地理的位置を推測することができます。 [ 36 ] [ 37 ]これは通常、データベースから他のノードのIPアドレスに関する位置情報を取得することによって行われます。[ 38 ]
パブリック IP アドレスは、グローバルにルーティング可能なユニキャスト IP アドレスです。つまり、RFC 1918で予約されているようなプライベート ネットワークで使用するために予約されているアドレスや、リンク ローカル アドレス指定などのさまざまな IPv6 アドレス フォーマットのローカル スコープやサイト ローカル スコープのアドレスではありません。パブリック IP アドレスは、グローバル インターネット上のホスト間の通信に使用できます。家庭環境では、パブリック IP アドレスは ISP によって家庭のネットワークに割り当てられた IP アドレスです。この場合、ルーターの設定にログインすることでローカルでも確認できます。[ 39 ]
ほとんどのパブリック IP アドレスは比較的頻繁に変更されます。変更されるタイプの IP アドレスはすべて動的 IP アドレスと呼ばれます。ホーム ネットワークでは、通常 ISP が動的 IP アドレスを割り当てます。ISP がホーム ネットワークに固定のアドレスを割り当てた場合、自宅で Web サイトをホストする顧客や、ネットワークに侵入するまで同じ IP アドレスを何度も試すハッカーによって悪用される可能性が高くなります。 [ 39 ]
複数のクライアント デバイスが IP アドレスを共有しているように見えることがあります。これは、それらが共有ウェブ ホスティング サービス環境の一部であるか、IPv4ネットワーク アドレス変換(NAT) デバイスまたはプロキシ サーバーがクライアントに代わって中間エージェントとして機能しているためです。この場合、実際の発信元 IP アドレスはリクエストを受信するサーバーから隠蔽されます。一般的な方法として、プライベート ネットワーク内の多くのデバイスを NAT デバイスでマスクすることが挙げられます。インターネット ルーティング可能なアドレスが必要なのは、NAT デバイスのパブリック インターフェイスのみです。[ 40 ]
NATデバイスは、プライベートネットワーク上の異なるIPアドレスを、パブリックネットワーク上の異なるTCPまたはUDPポート番号にマッピングします。住宅ネットワークでは、NAT機能は通常、住宅用ゲートウェイで実装されます。この場合、ルーターに接続されたコンピュータはプライベートIPアドレスを持ち、ルーターはインターネットとの通信のために外部インターフェースにパブリックアドレスを持ちます。内部のコンピュータは、あたかも1つのパブリックIPアドレスを共有しているかのように見えます。
2024 年 3 月、カナダ最高裁判所は、ユーザーの IP アドレスはカナダ権利自由憲章の下で保護された個人情報であり、警察がそれらを取得するには令状が必要であると判決を下した。[ 6 ] IP アドレスは欧州委員会によって個人データとみなされ、一般データ保護規則によって保護されている。[ 41 ]米国では、カリフォルニア州消費者プライバシー法は、特定の消費者または世帯にリンクする IP アドレスのみを保護し、それ以外の場合は個人データではなく、米国法の下では保護されない。[ 42 ]
コンピュータのオペレーティングシステムは、ネットワークインターフェイスとアドレス構成を調べるためのさまざまな診断ツールを提供します。Microsoft Windows は、コマンドラインインターフェイスツールipconfig [ 43 ]とnetshを提供し、 Unix ライクなシステムのユーザーは、 ifconfig、netstat、route、lanstat、fstat、およびiproute2ユーティリティを使用してタスクを実行できます。[ 44 ]
。 IPv4 アドレスは次の形式です: x . x . x . x ここで、x はオクテットと呼ばれ、0 から 255 までの 10 進数値でなければなりません。オクテットはピリオドで区切られます。 IPv4 アドレスは、3 つのピリオドと 4 つのオクテットで構成されている必要があります。次の例は有効な IPv4 アドレスです:
1 . 2 . 3 . 4
01 . 102 . 103 . 104