IPアドレス

IPアドレスは32bitの数値で表され、コンピュータ内部では次のように2進数で表されます。
「11000000101010000000000100000001」
2進数では人間には見づらいため32bitを8bitずつ区切り、「192.168.1.1」のように10進数に変換して表します。

ユニキャストのIPアドレスはネットワーク部とホスト部で構成されています。192.168.1.1なら
192.168.1がネットワーク部で残りがホスト部です。

IPの3つの通信方法

ユニキャスト

一般的な通信方式でルーターを越えた通信が可能です。

ブロードキャスト

ネットワークセグメント全ホスト宛に送信する方式です。ARPなどに使用されます。

マルチキャスト

データを特定のグループに送信することができ、ルーター越えもできます。
ユニキャストの場合、各ホストごとにデータを作成する必要がありますが、マルチキャストなら１つのデータを送るだけでルーターが適切なホストにコピーしてくれるので効率的です。

IPアドレスのクラス

IPアドレスにはABCの3つのクラスがあります。
そのIPがどのクラスに該当するのか判断するにはまずIPアドレスを２進数に変換して頭2,3bitで判断できます。

クラスA

0から始まるアドレス
10進数に直すと0~127 残り24bitがホストアドレスに割り当てられる
使用可能アドレス数: 2^24-2 = 16777214個(-2はネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除くため)

クラスB

10で始まるアドレス
10進数に直すと128.0.~191.255 残り16bitがホストアドレスに割り当てられる
使用可能アドレス数: 2^16-2 = 65534個

クラスC

110で始まるアドレス
10進数に直すと192.0.0~223.255.255 残り8bitがホストアドレスに割り当てられる
使用可能アドレス数: 2^8-2 = 254個

特殊なアドレスとしてクラスDというのもあります。
これはマルチキャストで使用されるアドレスで２進数表記で1110で始まるアドレスです。
ホスト部は無く、全てがネットワークアドレスです。10進数表記では224.0.0.0~239.255.255.255となります。

プライベートIPアドレス

既存のIPv4の長さは32bitなのでアドレス数は2^32=約43億個しか割り当てられません。
43億個もあれば十分に感じると思いますが、ネットワーク技術が普及し続けている現在、IPv4は2011年に完全に枯渇しました。

そこで、節約方法として考えられたのがプライベートIPアドレスです。
グローバルIPアドレスと重複しないように以下の範囲がプライベートIPアドレスとして割り当てられています。

• クラスA: 10.0.0.0~10.255.255.255
• クラスB: 172.16.0.0~172.31.255.255
• クラスC: 192.168.0.0~192.168.255.255

プライベートアドレスはNAT（Network Address Translation）により、IANAから割り当てられたグローバルIPアドレスに変換しインターネットに接続します。