IPv4とは？その仕組みとIPv6との違い
ITの初心者
先生、『IPv4』について詳しく教えていただけますか？
IT･PC専門家
IPv4は、インターネット上で利用されるプロトコルの一つであり、コンピューターやその他の機器に対してユニークなIPアドレスを割り当てる役割を担っています。
ITの初心者
IPアドレスが枯渇する可能性があると聞いたのですが、それは本当の話ですか？
IT･PC専門家
その通りです。インターネットの急速な普及に伴い、IPv4のIPアドレスが不足し始めているのが現状です。そのため、128ビットのより広大なアドレス空間を持つIPv6という新たなプロトコルが開発されたのです。
IPv4とは。
「IPv4」とは、インターネットにおいて広く利用されているプロトコルの一つです。このプロトコルは、インターネットに接続されたコンピューターやその他の機器を特定するために使用される「IPアドレス」を、32ビットの数値を4つの部分に分け、10進数で表現しています。この方式により、理論的には約43億個のデバイスを識別することが可能です。
しかし、インターネットの普及が進む中で、IPアドレスが枯渇する危険性が高まっています。この問題に対処するために、128ビットのアドレスを利用する「IPv6」という新しいプロトコルが開発されました。
「IPv4」という名称は、「internet protocol version 4」の略称から来ています。
IPv4の仕組み
IPv4（インターネットプロトコルバージョン4）は、インターネット上でデバイスを一意に識別するためのアドレス割り当て手法です。このプロトコルは、32ビットの数字列を用いて、インターネット上の各デバイスに固有のアドレスを割り当てます。このアドレスは4つのセクションに分けられ、各セクションは0から255の範囲の数字で構成されており、ドットで区切られています。
IPv4アドレスの具体例としては、「192.168.1.1」が挙げられます。このアドレスにおいて、192はネットワークIDを、168はサブネットIDを、1はホストIDを示しています。最後のドットの後に続く数字は、通常はそのホストのローカルインターフェイスを表すことが一般的です。
IPv4アドレスの構造
IPv4アドレスの構造は、32ビットのバイナリ数によって形成されています。このバイナリ数は、10進数の4つのオクテット（8ビットのまとまり）に分割され、ピリオド（.）で区切って表現されます。各オクテットは0から255の範囲の10進数で示されます。例えば、192.168.1.1というIPv4アドレスは、バイナリ形式では11000000.10101000.00000001.00000001と表現されます。
IPv4の制限
-IPv4の制限-
IPv4は32ビットで構成されており、約43億個のアドレスしか提供できません。インターネットの急速な普及によって、このアドレス空間は急速に枯渇しつつあります。さらに、IPv4ではクラスベースのアドレス割り当て方式が採用されており、一部のクラスには他のクラスよりも多くのアドレスが割り当てられることがあります。このため、アドレスの配分に不公平が生じることがあります。
また、IPv4のもう一つの大きな制約は、可変長サブネットマスクを使用できないことです。これにより、ネットワークをより柔軟に分割することが難しく、結果としてアドレスの無駄遣いにつながる恐れがあります。さらに、IPv4はモバイルデバイスでの利用に適しておらず、アドレスの自動構成機能をサポートしていません。
IPv6との違い
IPv6との違いについて
IPv4と比較すると、IPv6は多くの利点を提供しています。まず第一に、IPv6はIPv4よりもはるかに広範なアドレス空間を持っているため、インターネットに接続できるデバイスの数を大幅に増加させることが可能です。また、IPv6は自動構成をサポートしており、これによりネットワーク管理者が手動でIPアドレスを設定する手間を省くことができます。さらに、IPv6はセキュリティ機能が強化されており、これはIPsecプロトコルを標準でサポートしているため、通信の安全性が向上します。
IPv4の将来
IPv4の将来についてですが、IPv4は徐々に時代遅れになりつつありますが、今後数年間は引き続き使用される可能性があります。しかし、IPv6への移行は避けることができず、長期的にはIPv6がIPv4に代わることが期待されています。IPv6はアドレス空間が大幅に拡張されているため、より多くのデバイスを接続できるほか、セキュリティ機能も強化され、ルーティングがより効率的に行えるようになります。したがって、企業や組織はIPv6への移行を真剣に検討し始める必要があります。この移行には時間がかかるかもしれませんが、長期的に見れば、より優れたネットワーク環境を構築できるでしょう。