IPアドレスとは

TCP/IP によるインターネット通信では、ネットワーク上のコンピュータ１台１台を識別するために、IPアドレス と呼ばれる番号を使います。インターネットの“座席番号”のようなもので、今このページを見ているあなたのパソコンにも番号が振られているはずです。

今この瞬間を考えると、あなたのパソコン（クライアント）が私のウェブサイト（サーバー）へページの送信を要求したワケで、これに応えたサーバーはあなたのIPアドレスへデータを返したのです。広大なインターネットで情報が迷子にならないのは、IPアドレスという識別情報があるからです。

IPアドレスは、４つの番号をドットで区切って表されます。１つの番号は 0〜255 * のいずれかとなります。例えば、「192 . 168 . 100 . 23」などです。
インターネットに接続されているコンピュータには、それぞれ違ったIPアドレスが割り振られており、世界で唯一の番号となります。これをグローバルアドレスといいます。

メールやウェブを使うには、あまり深い知識はいりませんが、自分でイーサネットを組んだり、自宅でサーバーを立ち上げるなら、IPアドレスの知識は必須です。

IPアドレスの割り振り

グローバルIPアドレスは 43億個しか無いので、必要な国、組織、プロバイダへと、分割して割り振られます *1。下の表を見てください。

IPアドレスの前半（赤の部分）を「ネットワークアドレス」、後半（青の部分）を「ホストアドレス」と呼びます。この２つの“区切り位置”はクラスによって異なっています。（クラスは先頭の番号から判断できます。）

実例を挙げると、先頭の番号が「192」のネットワークアドレスが割り当てられた場合、それはクラスＣなので末尾の番号の範囲内でホストアドレスが決まります。この場合、設定できるIPアドレスは、256個 *3 です。

サブネットマスク

サブネットマスクを使うことで、さらに細かくアドレスを分割できます。

具体例で説明します。
クラスＣに属する、「192 . 168 . 100 . 0〜255」というアドレスを、サブネットマスクを使って16個ずつに分割してみます。上から順に見てください。

サブネットマスクによるIPアドレスの分割は、ビット表現（プリフィックス値）だと理解が簡単です。下の段に、ビットで表現したものを示しました。
IPアドレスは、サブネットマスクの１の部分が「ネットワークアドレス」、０の部分が「ホストアドレス」になります。したがって、サブネットマスクを「255 . 255 . 255 . 240」とすれば、下４ビットのみ「0000」となり、16のホストアドレス 16グループに分割できます。計算してみてください。わかりますか？
なお、サブネットマスクの付いたIPアドレスを「拡張IPアドレス」と言います。

プライベートアドレス

すべてのコンピューターにグローバルIPアドレス（世界で一つの番号）を割り振るのは、現実的にとても困難です。たまにしかインターネットに接続しないコンピューターにまでグローバルIPアドレスを割り振っていたら、IPアドレスは無くなってしまいます。そこで、直接インターネットに接続しないコンピューター（LAN上のパソコンなど）のために、以下のIPアドレスが割り当てられており、自由に使うことができます。このIPアドレスを、グローバルIPアドレスと区別して、プライベートIPアドレスと呼びます。

主に、プライベートIPアドレスは、会社や家庭のLAN内（イーサネット）で使われます。しかし、プライベートIPアドレスからはグローバルアドレス（インターネット）へは直接アクセスできないため、イーサネットとインターネットとの中継点（ゲートウェイ）でアドレスの変換を行なう必要があります。アドレスの変換は、ルーターのNAT/IPマスカレードといった機能を使います。 >> ルーターとNAT/IPマスカレード

0〜255 のワケ
８ビットで表せる範囲が256通りだからです。
二進数では 00000000〜11111111 の値を取ります。
したがってIPアドレス全体では 32ビットとなり、約43億（=2の32乗）台のコンピュータを識別できます。

*1 グローバルIPアドレスの管理や割り振りは、NIC （Network Information Center）が行なっています。日本ではJPNICが管理しています。

*2 224以降はマルチキャスト（クラスＤ）や実験用（クラスＥ）として定義されています。

*3 実際には 0と255は利用できないので、接続できるのは254台までです。

ローカルホスト
（ループバックアドレス）
自分でサーバーを立ち上げたりすると、“自分自身”に接続したくなることがあります。その場合、127.0.0.1 という特別なIPアドレスで接続できます。対応するホスト名は、localhostです。

プリフィックス値
サブネットマスクをビット表現（０と１の羅列）にしたものの、１の個数。左の例だとプリフィックス値は28です。これを「192.168.100.0/28」というように表現します。

番号はいつか無くなるの？
そうならないように、128ビットの情報量を持った IPv6 という次世代プロトコルが考えられています。
なお、現在のIPプロトコルは IPv4 という規格で、32ビットです。