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ください。
IT･PC専門家
IPv4はインターネットで使用されるプロトコルで、コンピューターや機器にIPアドレスを割り当てます。
ITの初心者
IPアドレスが枯渇する可能性があると聞きましたが、本当ですか？
IT･PC専門家
その通りです。インターネットの普及により、IPv4のIPアドレスが不足し始めています。そのため、128ビットのより大きなアドレス空間を使用するIPv6が開発されました。
IPv4とは。
「IPv4」とは、インターネットで広く使われているプロトコルの一つです。
このプロトコルでは、インターネットに接続されたコンピューターや機器を識別するための「IPアドレス」を、32ビットの値を4つに分けた10進数で表しています。これにより、識別可能な理論上の最大数は約43億となります。
しかし、インターネットの普及に伴いIPアドレスが不足する可能性が懸念されています。そのため、128ビットの値で識別する「IPv6」というプロトコルが開発されました。
「IPv4」は、「internet protocol version 4」の頭文字から名付けられています。
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識別するためのアドレス割り当て方式です。このプロトコルでは、32ビットの数字列を使用して、インターネット上の各デバイスに固有のアドレスが割り当てられます。このアドレスは4つのセクションに分割され、各セクションは0～255の数字で構成されています。セクションは「ドット」で区切られます。
IPv4アドレスの例としては、「192.168.1.1」があります。このアドレスでは、192はネットワークID、168はサブネットID、1はホストIDを表しています。最後のドットの後の数字は、通常はホストのローカルインターフェイスを表します。
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で構成されています。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（.）で区切って表現します。各オクテットは、0から255までの10進数で表されます。たとえば、192.168.1.1というIPv4アドレスは、バイナリでは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。インターネットの爆発的な普及により、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はクラスベースのアドレス割り当てを使用しており、一部のクラスは他のクラスよりも多くのアドレスを受け取ることができます。そのため、アドレス空間の不公平な配分が生じています。
IPv4のもう一つの制限は、アドレスの可変長サブネットマスクの使用ができないことです。つまり、ネットワークをより柔軟に分割することができず、アドレスの浪費につながる可能性があります。また、IPv4はモバイルデバイスでの使用に適しておらず、アドレスの自動構成をサポートしていません。
IPv6との違い
IPv6との違い
IPv4と比較して、IPv6はより多くの利点を提供します。まず、IPv6はIPv4よりもはるかに広いアドレス空間を持っています。これは、インターネットに接続できるデバイスの数を大幅に増やすことができます。また、IPv6は自動構成をサポートしています。これにより、ネットワーク管理者は手動でIPアドレスを設定する必要がなくなります。さらに、IPv6はセキュリティが強化されています。これは、IPsecプロトコルを組み込みサポートしているためです。
IPv4の将来
IPv4の将来
IPv4は順調に時代遅れになりつつありますが、今後数年は引き続き使用される見込みです。ただし、IPv6への移行は避けられず、長期的にはIPv6がIPv4に取って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大されており、より多くのデバイスを接続できます。さらに、IPv6ではセキュリティが強化されており、ルーティングがより効率的です。したがって、企業や組織はIPv6への移行を検討し始める必要があります。この移行には時間がかかりますが、長期的に見た場合、より優れたネットワークを提供できるでしょう。