2026.01.27
IPv4やIPアドレスという言葉は知っているけれど「192.168.1.1の意味はわからない」「仕組みを説明できない」と悩んでいませんか？ 本記事では、IPv4とは何かを身近な例から丁寧に解説し、通信の流れやIPアドレスの枯渇問題・IPv6との違いまでわかりやすく整理します。
この記事を読めば、IPv4の基礎を理解し、自信を持ってネットワーク学習や資格対策に進めるようになるので、ぜひ最後までご覧ください。
IPv4とは、インターネット通信で使われている「IP」という仕組みの第4版のルールです。複数のバージョンがあるなかで、長く広く使われてきたのがIPv4であり、現在も多くの家庭や企業のネットワークでは、このIPv4が使われています。
IPv4の大きな特徴は、通信相手を数字の組み合わせで識別する点にあります。IPv4では、限られた桁数のなかで世界中の機器を識別する設計になっており、そのルールが長年インターネットの標準として機能してきました。
インターネットが普及し始めた時代に作られたIPv4は、当時の技術や利用規模を前提に設計されています。そのため現在では制限も見えてきていますが、今も現役で使われ続けている重要な通信ルールです。
IPとは、インターネットでデータを届けるための基本的な考え方と仕組みを指します。IP自体はIPアドレスの形式や数を細かく決めているわけではなく、どこからどこへデータを送るかを管理する役割を持っています。
このIPという考え方を、具体的な数字のルールとして形にしたものがIPv4やIPv6です。つまり、IPは概念であり、IPv4はその概念を実現するための一つの方式です。
IPがあることで、異なる機器やサービス同士でも問題なく通信できます。そのうえで、IPv4は「どのような形式のIPアドレスを使うか」「どの範囲まで使えるようにするか」を決めるためのルールとして動いているのです。
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IPアドレスは、インターネット上の通信相手を識別する番号であり、IPv4は番号の形式や使い方を決めたルールです。したがって、IPv4という仕組みのなかで使われている番号がIPv4アドレスです。
IPv4アドレスは「192.168.1.1」のように数字と点で表されますが、この数字の並びは偶然ではありません。IPv4では、32ビットという単位で情報を管理しており、情報を人が読みやすい形に変換したものが普段目にしている数字なのです。
通信のたびに、IPv4は送信元と送信先のIPアドレスを使ってデータの行き先を判断します。IPv4とIPアドレスは切り離せない関係にあり、IPv4を理解することは、IPアドレスの意味を理解することにつながります。
IPv4は専門用語が多く、文字だけで読むと難しく感じやすい仕組みですが、私たちが日常で使っているサービスの裏側ではIPv4が当たり前のように働いています。普段は意識しなくても、通信が正しく届くのは、共通のルールが守られているからです。
ここでは、身近なサービスを例に、IPv4がどのようにかかわっているのかを確認していきましょう。
LINEでメッセージを送信すると、文字は一瞬で相手に届きますが、実は見えないところで複数の処理が行われています。自分のスマートフォンと相手のスマートフォンは、直接つながっているわけではなく、途中には複数のネットワーク機器が存在し、それぞれが次の送り先を判断しています。その判断材料として使われるのがIPv4のルールに基づくIPアドレスです。
もし送り先の情報が曖昧であれば、データは途中で迷子になってしまいます。IPv4は、こうした混乱を防ぎ、メッセージを正しい相手へ導く役割を担っています。その結果、利用者は複雑な仕組みを意識せず気軽にやり取りができているのです。
YouTubeで動画を再生すると、画面にはすぐに映像が表示されますが、その裏側では大量の通信が行われています。まず再生ボタンを押すと、視聴端末は動画データを保存しているサーバーへアクセスしますが、このとき通信相手を特定するのがIPv4の仕組みです。
そして、送られてくる動画データは細かく分割されており、それぞれに付与された送り先の情報をもとにIPv4のルールにしたがって転送されます。通信環境の影響で再生が止まってしまうのは、IPv4の仕組みがうまく機能しない状態が発生してしまうからです。このように、動画視聴の快適さもIPv4に支えられています。
インターネット通信では、情報の行き先を示す住所が欠かせません。この住所の役割にあたるものがIPアドレスです。IPv4は、住所の役割を担うIPアドレスを、どのような形式で扱うかを決めています。
郵便物を送る際、住所が正確であれば相手に届くように、インターネット上でもIPアドレスが正しく設定されていることで通信が成立します。もしIPv4がなければ、誰に届ければよいのか判断できず、データは行き先を失ってしまうのです。
私たちが普段インターネットを使えるのは、住所の仕組みが正しく管理されているからです。IPv4は、その住所を共通のルールで扱い、インターネット全体を整理するための基盤として機能しています。
IPv4は仕組みとしては1つですが、一度で全体を理解するのは簡単ではありません。数字の並びや通信の流れを断片的に覚えても、実感が伴わず混乱しやすくなるからです。そのため、IPv4を理解する際は、全体を段階的に整理することが重要です。
ここからは、順を追って理解を深められるよう、考え方を3つのステップに分けて説明していきます。
IPv4アドレスは、通信相手を識別するための番号です。0から255までの数字を点で区切って4つ並べた形をしており、ネットワークの範囲や通信相手を識別するために使われます。内部的には二進数として扱われていますが、人が直接二進数を読むのは難しいため十進数に変換して表示されており、点で区切られているのは情報をわかりやすく整理するためです。
企業や家庭での機器設定画面で表示される「192.168.1.1」も、IPv4のルールに沿ったIPアドレスです。この読み方を理解すると、IPアドレスが単なる数字の並びではなく、意味を持った情報であることがわかります。
IPv4では、アドレスの情報量が32ビットと決められており、この決まりが使えるアドレスの総数を決定しています。32ビットとは、0か1の情報を32個組み合わせるという意味で、すべての組み合わせを計算すると、約43億個のアドレスが生み出せるのです。
インターネットが広まり始めた当初は、この数で十分だと考えられていましたが、パソコンをはじめ、スマートフォンや各種機器が増えたことで、現在では不足が問題になってきています。IPv4の設計によって、アドレス数の上限が決まっていることがわかると、のちに出てくる枯渇問題や新しい方式の必要性も理解しやすくなるはずです。
インターネット通信では、送信されたデータがそのまま一気に送られるわけではありません。IPv4では、小さな単位に分けて順番に送り出され、その際それぞれのデータにはIPアドレスをはじめとした、送り先の情報を含むようにしているのです。
送信されたデータは、複数の機器を経由しながら目的地へ向かいますが、その途中でどの方向へ進むかを判断するために使われるのがIPv4アドレスです。最終的に目的地へ届いたデータは、すべてのデータが届いたあと、受信側で元の形に戻されます。
データが目的地に届くまでの一連の流れがあることで、遠く離れた相手との通信も実現しています。IPv4は、この流れ全体を支える基本ルールとして機能している仕組みです。
長い間インターネットを支えてきたIPv4ですが、現在はアドレス枯渇問題という大きな課題を抱えています。この問題は一部の専門家だけの話ではなくインターネット全体にかかわる重要なテーマであり、利用者が増え、通信の形が変化したことで従来の仕組みでは対応しきれない場面が増えてきているのです。
本章では、アドレス枯渇問題の背景を整理しながら、どのような影響があるのかを解説します。
IPv4で使える約43億個というアドレス数は、一見すると十分な数に見えますが、現在のインターネット環境では不足しています。設計当初はパソコンやサーバーが中心で、接続される機器の数は限られていましたが、近年ではスマートフォンやタブレットに加え、家電や車など多くの機器がネットワークにつながっているからです。
さらに、企業や企業が提供しているWebサービスなどでは多数のサーバーが使われており、それぞれにIPアドレスが必要になるので、消費される数は想像以上に多くなります。このように、設計当時と現在の利用状況の違いによって、あとから数を増やすことが難しい設計であるIPv4におけるアドレス枯渇問題を生んでいるのです。
IPv4のアドレス枯渇問題は、ネットワークの設計や運用を複雑にしていることから、対応できるエンジニアの需要が高まっています。なぜなら、単にネットワークをつなぐだけではなく、限られたアドレスをどのように管理するかが重要になるからです。
企業において多くのパソコンやサーバーを安全に運用するためには、アドレスの割り当てや通信制御を適切に行う知識が必要です。また、新しい技術との組み合わせや、既存環境との調整も求められますが、こうした作業は自動化しにくく人の判断が欠かせません。
このような背景から、IPv4の仕組みや制限を理解したエンジニアは価値が高まっています。枯渇問題は課題であると同時に、エンジニアとして活躍する機会を生む要因にもなっています。
IPv4のアドレスは不足していますが、インターネットが突然使えなくなることはありません。その理由は、限られたアドレスを共有する仕組みが導入されているからです。
家庭や企業のネットワークでは、家庭・企業の内部で使う番号とインターネット上である外部と通信する番号を分けて管理しています。外部と通信する番号は複数の機器で共有できるため、利用者がインターネットへ接続するときに内部用の番号から外部用の番号へ変換されているのです。
このような工夫によって、IPv4は今も使い続けられています。アドレスが枯渇しているといわれているのに、なぜIPv4がまだ使えるのかを理解できれば、インターネットの現状がより鮮明に見えてくるはずです。
IPv4とIPv6は名前が似ているため、新旧の関係だと考えがちですが、実際には設計思想や役割に違いがあります。この違いを知らないまま学習を進めると、用語や仕組みが混ざって理解があいまいになってしまうので、ネットワークを学ぶうえでは早い段階で整理しておくことが重要です。
ここからは、IPv4とIPv6の明確な違いを説明し、両者の関係性やIPv4を学ぶ意味について解説します。
IPv4とIPv6にはいくつかの違いがありますが、すべてを覚える必要はありません。仕組み全体を一度に理解しようとすると、混乱しやすくなるからです。
ここでは、通信の前提となる考え方や利用環境の変化を軸に、3つの違いを整理します。
IPv4とIPv6で大きく異なる点の一つは、使えるアドレスの数です。IPv4では約43億個のアドレスが上限でしたが、IPv6では理論上ほぼ無限に近い数のアドレスを扱えます。
この差はアドレスを管理する情報量の違いから生まれており、IPv4は32ビットで管理されているのに対して、IPv6は128ビットを使って管理しています。インターネットの将来を見据え、余裕のあるアドレス空間を持つよう設計されている点は、IPv6の大きな特徴です。
IPv4とIPv6では、アドレスの書き方にも大きな違いがあります。IPv4は数字と点で構成されており、人が見て直感的に区切りを理解しやすい形式である一方、IPv6は数字とアルファベットを組み合わせ、区切りにはコロンが使われて文字数も長くなります。
この違いは扱う情報量の差によるもので、IPv6はより多くの情報を1つのアドレスで表す必要があるので、文字数が増えているのです。わかりやすいIPv4に比べて複雑に感じやすいIPv6ですが、表記の違いは、設計目的の違いが表れている部分だと理解すると混乱しにくくなります。
通信速度についても違いとしてあげられることもありますが、単純にどちらが速いと決められるものではありません。速度は回線や機器の性能・設定状況によって左右されるからです。
IPv4では、アドレス不足を補うための仕組みが多く使われている結果、通信経路が複雑になり処理が増える場合があります。IPv6では、補助的な処理を減らす設計が採用されているため通信経路が整理されやすく、余計な処理が減る場合があります。
この違いは、速度そのものより設計思想の差として理解しておくのが適切です。どのような前提で通信が行われているかという視点を持っておくと、両者の特徴を正しくとらえられます。
IPv4とIPv6は、別の言語を使って会話しているような関係にあるため、そのままでは互いに通信できません。両者はアドレスの形式だけでなく、通信の前提となる仕組みが違うからです。
インターネット通信では、相手を識別する情報が一致していなければなりませんが、IPv4とIPv6ではこの識別方法が根本的に違います。そのため、一方だけに対応した機器やサービスでは、直接通信が成立しないのです。
実際のネットワークでは、中間で変換を行なったり、両方に対応した環境を用意したりと違いを埋めるための仕組みが導入されています。この前提を知らないと、接続できない原因がわかりづらいので、IPv4とIPv6には互換性がないということを覚えておきましょう。
IPv6は新しい設計であり、将来を見据えた仕組みですが、すべての通信がすぐにIPv6へ移行していないのには理由があります。インターネットは一部の機器だけで成り立っているわけではなく、世界中の設備が関係しているからです。
企業や家庭には、長年使われてきたIPv4対応の機器が数多く存在しており、これらを一斉に置き換えるには時間と費用がかかります。また、サービスを提供している側も利用者全体を考慮しながら対応を進める必要があります。
その結果、完全な移行よりも段階的な対応が現実的と判断され、IPv4とIPv6が併存する状態が続いているのです。
多くの教材や試験・現場の環境は、今もIPv4を前提にしていることが多いので、ネットワークを学び始めた段階では、IPv4の基礎を固めることが大切です。IPv4を通して学べる内容は、IPアドレスの考え方や通信の流れなど、ほかの分野にも共通する基礎であり、ここを理解していないと設定や用語の意味がつながりません。
もちろん、IPv6を学ぶ際にも役立つ内容であるため、順序を飛ばして新しい技術に進むと理解が浅くなってしまいます。したがって、まずはIPv4で通信の仕組みをイメージできる状態を目指すことが重要です。そのうえでIPv6に触れると、違いが明確になり学習効率もより高まります。
IPv4の知識は、仕組みを理解するだけでは十分といえません。実務では実際の設定から状況を判断し、問題の切り分けを行なう場面が多くあるため、理論だけを知っていても現場では役に立たないことがあるからです。
ここでは、現場でよく行われる確認作業や考え方を整理し、どのように考えて行動すべきかを押さえていきましょう。
自分のIPv4アドレスを確認する方法は、実務でも頻繁に使います。以下の表では、WindowsとMacのOSごとにIPv4アドレスの確認手順をまとめていますので、ぜひ参考にしてください。
この確認作業は、通信トラブルの調査や設定確認の基本です。自分で迷わず確認できるようになると、実務での対応力は確実に上がります。
| OS | 確認手順 | 表示されるIPv4アドレスの場所 |
| Windows | Windowsキーを押しながらRキーを押し、ファイル名を指定して実行の画面を表示名前欄に「cmd」と入力し、Enterキーを押してコマンドプロンプトを起動ipconfigと入力してEnterキーを押す | 「IPv4 アドレス」と書かれた行の右側 |
| Mac | アップルメニュー（画面左上のリンゴマーク）をクリック「システム設定」を開く「ネットワーク」を選択有線接続の場合は「Ethernet」無線接続の場合は「Wi-Fi」を選択 | 【有線接続の場合】IPアドレス部分右側 【無線接続の場合】「詳細」をクリックし「TCP/IP」のIPアドレス部分右側 |
IPv4で通信できない状況に直面した場合、慌てずに基本から確認することが重要です。なぜなら、実は通信できない端末の接続状況を見直すだけで解決するケースも多いからです。
まずは該当端末がネットワークにつながっているかを確認し、次にIPv4アドレスが正しく割り当てられているかを調査します。ここで異常があれば、設定や該当端末の問題である可能性が考えられます。
初動対応で大切なのは、状況を切り分ける視点です。IPv4が使えないのか、そもそも通信自体ができていないのかを見極めることで、次の対応が明確になります。
ネットワーク設定画面では、IPv4に関する情報を正しく読み取ることが大切です。設定画面ではIPアドレスや通信速度・状態を示す項目が並びますが、IPv4に関係する部分を確認することで、現在の接続状況を把握できるからです。
実務では、設定画面を見ながら説明を受けたり、指示を出したりする場面があります。画面の意味や見るべき箇所が理解できるようになると、会話についていけるようになるので、状況判断と対応の精度が上がります。
IPv4の理解は、ネットワーク分野を学ぶうえでの出発点です。将来のキャリアに結び付けるには、仕組みを知って終わりにするのではなく、どのように学習を積み重ねていくかが重要になります。
本章では、学習の全体像を説明し、どのような流れで知識を身に付けていくべきかを解説していきます。
インフラエンジニアを目指す場合、最初に押さえるべきなのは通信の基礎です。IPv4はその中心となる知識であるため、ここが理解できていないと、設定やトラブル対応で混乱してしまいます。
次に、ルーターやスイッチの役割・通信経路の考え方を学びますが、この段階でもIPv4の知識が前提になります。基礎があるほど図や設定内容の理解が早くなるので、設定や操作を覚える前に、仕組みを理解する姿勢が大切です。
最終的に携わるサーバーやクラウド・セキュリティなどの分野でも、IPv4は共通言語として使われます。最初に基礎を固め、順序を守って学習を進めれば、知識が線としてつながり現場で使える力になるはずです。
ネットワーク分野の学習では、資格を目標にすると進めやすくなります。また未経験や学習初期の段階では、理解している知識を客観的に伝える材料としても効果的です。
ここでは、ネットワーク初学者が意識しておきたい代表的な資格について紹介します。
CCNAは、ネットワーク分野の基礎を体系的に学べる資格です。試験では、IPv4アドレスや通信の流れ・機器の役割などが問われるため、表面的な暗記ではなく仕組みを理解しているかが重要になります。
未経験者にとっては難しく感じる部分もありますが、IPv4の基礎が身に付いていれば理解しやすくなります。設定例や構成図を通じて実務に近い形で知識を整理できるので、ネットワークを専門に扱いたい人にとって、学習効果の高い資格といえるでしょう。
関連記事：CCNAとは？未経験から3ヶ月でITエンジニアを目指す完全ガイド
基本情報技術者試験は、IT全般の基礎を幅広く学べる資格です。なかでもネットワーク分野は重要な位置を占めており、IPv4やIPアドレスはよく出題されるテーマの一つです。
また、ネットワーク以外にもプログラムやセキュリティといった分野からも出題されるため、IT全体の理解を深めながら、ネットワークの基礎を固めたい人に適した資格です。ネットワークだけでなく、システム全体のなかでIPv4がどのような役割を持つのか学習できるので、次のステップへ進むための土台として役立ちます。
関連記事：【2025年最新】ネットワーク資格完全ガイド｜未経験～3年目まで対応のキャリア戦略
未経験から学ぶ場合、3ヶ月という期間は基礎を固めるのに現実的な目安です。最初の1ヶ月は、IPv4やIPアドレス・通信の流れといった基礎概念を理解することに集中します。用語を覚えるより、図や文章を使って仕組みを説明できる状態を目指しましょう。
2ヶ月目は、実際の画面や設定に触れながら理解を深めます。自分の作業端末でIPv4アドレスを確認したり、ネットワーク設定を見たりすることで、知識と実環境を結び付けます。
3ヶ月目は、学んだ内容を整理するため、資格の問題集や理解が足りない部分の見直しに取り組む期間です。基礎が定着すれば、次の学習へ自信を持って進めるので、問題文を読んで意味がわかる状態になることを目標にしましょう。
まとめ
本記事では、IPv4とは何かという基本から、通信の流れや枯渇問題・学習の進め方など、幅広く解説しました。IPv4を理解すると、インターネットが仕組みとして見えるようになり、用語の暗記ではなく納得しながら学習を進められます。これは未経験からエンジニアを目指す人にとって、大きな安心材料になるはずです。
まずは、自分の端末でIPv4アドレスを確認したり、IPv4とIPv6の違いを自分の言葉で説明したりしてみてください。少しずつ理解を積み重ね、ネットワークを難しいものから、扱える知識へ変えていきましょう。
関連記事：未経験からインフラエンジニアになるには？20代のためのロードマップ
