IPv4 【Internet Protocol version 4】

概要

IPv4（Internet Protocol version 4）とは、インターネットの基礎となる通信規約(プロトコル)であるIP(Internet Protocol)のバージョンの一つで、インターネット普及期に標準的に使われていたもの。現在でもインターネット上の通信の多くがIPv4で行われる。

ネットワークに参加する機器などに固有の番号（IPアドレス）を割り当てて一意に識別し、複数のネットワークを経由して末端から末端までデータを送り届ける方法を定義している。データは一定の大きさのパケットと呼ばれる単位（正確にはIPデータグラムという）に分割されて送信され、受信側で再び元のデータに組み立てられる。

IPデータグラムは制御情報を記載したIPヘッダと呼ばれる先頭部分と、運びたいデータ本体であるペイロードからなる。ヘッダには送信元と宛先のIPアドレスや、積載しているデータのプロトコル番号、転送回数の上限を表す生存時間（TTL）、長いデータを複数のデータグラムに分割した際の通し番号（フラグメントオフセット）などが記載されている。

IPv4アドレス

IPv4ではアドレスを32ビットのデータとして表現し、「192.168.1.1」というように8ビットずつ4つの値に区切って「.」（ドット/ピリオド）を挟んで表記する。「0.0.0.0」から「255.255.255.255」まで約42億（2³²）個のアドレスが利用できる。

アドレス空間の中には各組織が個別に運用する構内ネットワーク（LAN）などの内部でのみ使用可能なプライベートIPアドレス用の領域もあり、インターネット上のアドレス（グローバルIPアドレス）とは独立に割り振られて使用されている。

32ビットのアドレスはインターネットが普及し始めた当初は十分な数に思われたが、急激な普及により数が逼迫し、2010年代後半には世界的に未割り当ての「在庫」アドレスが枯渇する事態となってしまった。

歴史

初期のIPは1970年代に当時のARPANET（現在のインターネットの原型となる広域ネットワーク）で開発された。バージョン0から3は試験的な仕様で、1980年に規格化（RFC 760）されたIPv4が本格的に実用に供された最初のIP仕様となった。現在広く知られているのは1981年の改訂版（RFC 791）である。

その後、特殊なストリーミング用途向けのバージョンとして試験的にIPv5が、IPv4の後継候補としてIPv6～IPv9が考案されたが、これらの仕様を勘案してIPv6が正式に後継規格として推進されることになった。最大の特徴は128ビットに拡張されたIPv6アドレスで、逼迫するIPv4アドレスからの移行が展望されたが、現在も一般に広く普及する状況には至っていない。