ＴＣＰ／ＩＰの世界においては、各計算機（正確には ノード）をＭＡＣアドレスではなく ＩＰアドレスで識別します。ＩＰアドレスは、 ４バイト（＝３２ビット）の長さを持っています(*1)。ＩＰアドレスの値は、 ネットワーク管理者が計算機の設置時に決定し、各計算機に対して ソフト的に設定しておきます。(*2)
| (*1)…… | これは、現在普及しているＩＰバージョン４における大きさです。 現在実験中のＩＰバージョン６においては、ＩＰアドレスは１６バイト （＝１２８ビット）に拡張されることが決まっています。 |
| (*2)…… | 自分のＩＰアドレスを自動設定するしくみもあります。この場合には、 ＩＰアドレスは設定しません。 |
ＩＰアドレスは、通常は 12.34.56.78 のように４バイトの１０進数を ドット('.')で区切って表されます。各桁は実際は１バイト（８ビット） ですので、各桁の範囲は０〜２５５となります。このため、単純には、 ２の３２乗個のノード（0.0.0.0〜255.255.255.255）を識別することが できます。
ネットワーク上の各パケットには、各パケットの先頭にある イーサネット・ヘッダの次にＩＰヘッダ と呼ばれる部分があり、ここに送信元と受信先のＩＰアドレスが 埋め込まれています。ただし、各ノードでは、受信したパケットの 宛先MACアドレス(IPではない)が自分のMACアドレスと一致した場合にのみ、 このパケットを取り込むようになっています。
ちょっとごちゃごちゃしてきたので、以下に図示してみます。
イーサネット・ヘッダ
ＩＰヘッダ 実データ部
宛先ＭＡＣ
アドレス
送信元ＭＡＣ
アドレス
宛先ＩＰ
アドレス
送信元ＩＰ
アドレス
任意データ
（なくてもよい）
| (*3)…… | 実際には、もっといろいろな情報を含んでいます。 |
ＩＰアドレスを使えば、２の３２乗個のノード （0.0.0.0〜255.255.255.255）を識別することができるとお話しましたが、 それを単純にそのまま使ってしまうと、前章で述べた
これらを４バイトの中のどこで分けるのかというと、単純にバイトの 区切りで分けることにします。たとえば、下図のように先頭１バイトを ネットワーク・アドレス、後ろの３バイトをホスト・アドレスとすると、 このアドレス体系を使用すれば、２の８乗（＝２５６）個のネットワークが 定義され、各々のネットワークの中に２の２４乗（＝１６、７７７、２１６） 個のホストアドレスを定義できるようになります。
| ネットワーク ・アドレス | ホスト・アドレス | ||
|---|---|---|---|
| １バイト目 | ２バイト目 | ３バイト目 | ４バイト目 |
ただ、これだと無駄が多い（１つのＬＡＮ上に１６００万台のノード？） し実状に合わない（世界中にネットワークが２５６では、 いかにも少なすぎる）ので、実際には以下のようなクラスが定義されています。
| クラス | 第１バイト (*4) | アドレス範囲 | ネットワーク部 のビット数 | 最大ネット ワーク数 | 最大ホスト 数(*5) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ａ | 0xxxxxxx | 0.0.0.0〜127.255.255.255 | ７（＋１） | 2^7(128)(*6) | 16,777,216 |
| Ｂ | 10xxxxxx | 128.0.0.0〜191.255.255.255 | １４（＋２） | 2^14(16,384) | 65,536 |
| Ｃ | 110xxxxx | 192.0.0.0〜223.255.255.255 | ２１（＋３） | 2^21(2,097,152) | 256 |
| Ｄ | 1110xxxx | 224.0.0.0〜239.255.255.255 | マルチキャスト・アドレス(*7) | ||
| Ｅ | 1111xxxx | 240.0.0.0〜255.255.255.255 | 予約 | ||
なお、実際に閉じた LAN の中で IP アドレスを割り振る場合は、 プライベート・アドレス を割り振る必要があります。これは、インターネット上に存在しないことが 保証されているアドレス群です。逆に言えば、これらのアドレスを 決してインターネット上に流してはなりません。
| アドレスクラス | 割り当て可能範囲 |
|---|---|
| Ａ | 10.0.0.0 〜 10.255.255.255 |
| Ｂ | 172.16.0.0 〜 172.31.255.255 |
| Ｃ | 192.168.0.0 〜 192.168.255.255 |
プライベート・アドレスにおいても、前述の 「ネットワーク・アドレス」や「ブロードキャスト・アドレス」に 関する決め事はそのまま当てはまります。
さて、問題の「宛先のノードがそのＬＡＮ上にあるかどうか」 を知る方法ですが、以下の判断により可能となります。
ここで、送信元／宛先ＩＰアドレスのうち、どこまでが ネットワーク部かを識別するための情報（ネットワーク部のビット数） が必要となります。前掲の表によれば、
ところが、たとえばクラスＡを考えてみましょう。クラスＡでは最大 16,777,216(-2)のホストが存在しうることになりますが、 そのネットワーク上で１パケット送信するたびごとに１６００万台に 送信していたのではたまりません。またイーサネットの制約により、 そのような台数のノードを１つのケーブル上に設置することもできません。
通常は、１つのＬＡＮ上に接続して運用できるノード数は ５０台〜１００台といわれています。では、クラスＡにおいて、 １６００万台のノードを設置するためにはどうすればいいでしょうか？
です。