IP位址是什麼？網路地址的運作與IPv4、IPv6

約 11 分鐘 · 更新：2026年10月23日

IP位址是在網際網路上傳送資料時，表示目的地和寄件者的號碼。廣泛使用的IPv4只有約43億個號碼，全世界最上游的庫存在2011年就已用完。因此，家用路由器讓多台設備共用1個號碼，同時號碼多得多的IPv6也在逐步普及。

這篇文章可以了解

IP位址的形式（IPv4、IPv6），以及數字的讀法
IPv4不夠用的原因，以及家用路由器讓設備共用號碼的方式（NAPT）
自動分配號碼的機制（DHCP），以及號碼「前半」和「後半」的作用
從IP位址能知道與不能知道的事

先備知識：不需要。如果知道「網際網路怎麼傳送資料」（封包與路由器），會更容易閱讀。

生活中的例子

打開手機Wi-Fi的詳細設定，會看到像「192.168.1.10」這樣的數字。另一方面，在顯示「你的IP位址」的網站上，出現的卻是完全不同的數字。明明是同一支手機，為什麼會有2個號碼呢？

新聞裡也常聽到「從IP位址查出發文者」的說法。光纖網路的廣告上，則寫著「支援IPv6」。這篇文章會依序說明這些場景背後的號碼運作方式。

IP位址是「封包的目的地號碼」

在網際網路上，資料會分成小塊再傳送。這種小塊稱為封包。封包上寫著表示目的地和寄件者的號碼。這個號碼就是IP位址。

途中的路由器（在網路之間轉送封包的設備），會看目的地的號碼，選擇下一個去處。轉送的方式，在「網際網路怎麼傳送資料？」中說明。這篇文章則把焦點放在號碼本身。

IP位址不是分配給人，而是分配給每一個連上網路的連接點。以手機來說，用Wi-Fi時和用行動網路時，會使用不同的號碼。即使是同一台設備，連線的地方改變，號碼也會跟著改變。

IPv4的形式：4個0～255的數

現在廣泛使用的形式稱為IPv4。IPv4位址寫成「203.0.113.25」這樣，用點隔開4個數。每個數都在0到255之間。

為什麼到255為止呢？在電腦裡，數是用0和1的排列來表示。這種0或1的1位數，稱為「位元」。8個位元能表示的，是2連乘8次的256種，也就是0～255（0和1的說明請看「電腦怎麼用0和1計算？」）。

IPv4位址由4個8位元的數組成，合計32位元。能做出的號碼是2連乘32次，約43億個。其中一部分保留給特殊用途，所以能分配給設備的號碼還更少。

IPv4為什麼不夠用？

IPv4的規則整理成文件，是在1981年。當時連線的主要是研究機構等單位的電腦，43億是很大的數字。但現在，世界人口（依聯合國資料，2022年為80億人）遠比號碼的數量多。如果1個人同時有手機和電腦，就更不夠了。

提供網際網路連線的公司，稱為網際網路服務供應商（ISP）。號碼會經過管理機構一層一層分配到ISP。最上層是負責全世界的IANA，下面是各地區的機構，例如負責亞太地區的APNIC。以日本為例，一般的順序是IANA、APNIC，再到日本的JPNIC。

2011年2月，IANA把最後剩下的號碼分配給各地區的機構，手上的庫存就沒有了。接著在2011年4月15日，APNIC（以及日本的JPNIC）也結束了一般的分配。因為剩下的只有最後一批（約1,677萬個），之後只能非常少量地分配。

從那之後，就靠回收不再使用的號碼、在組織之間轉讓等方式勉強應付。根本的解決辦法是IPv6，但在那之前，先來看看支撐現在家庭上網的巧思。

只在家中使用的號碼：私有IP位址

節省號碼的第1個巧思，是規定只在家裡或公司內部使用的號碼。這稱為「私有IP位址」。1996年的規則（RFC 1918）訂出了下面3個範圍。

10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255
192.168.0.0 ～ 192.168.255.255

私有IP位址在任何家庭或公司都能自由使用。你家的手機和隔壁家的手機，都是「192.168.1.10」也沒關係。不過，這些號碼不能當作網際網路上的目的地。

相對於此，在網際網路上不會重複、一個一個分配的號碼，稱為「公有IP位址」（也稱全球位址）。家庭的情況，多半由ISP分配1個給家用路由器（也有和其他用戶共用的方式）。開頭提到的「你的IP位址」網站顯示的，就是這個對外的號碼。有時也會顯示後面說明的IPv6號碼。

大家共用1個號碼：NAPT

家中的設備只有私有IP位址的話，無法和網際網路通訊。因此，家用路由器會把送出去的封包上寄件者的號碼，改寫成公有IP位址。這種改寫稱為NAT。

不過，只改寫號碼的話，回覆的封包回來時，就不知道該送回哪台設備。所以路由器還會用另一個號碼。這是在設備內部區分「哪一條通訊」的號碼，稱為連接埠號碼。

路由器會為每一條往外的通訊加上不同的連接埠號碼，並把對應關係記在表上。回覆送到時，就查表改回原本的設備和號碼。這種把IP位址和連接埠號碼成對改寫的方式，稱為NAPT。家用路由器說的「NAT」，通常就是指NAPT。

家中的設備使用私有IP位址，往外送時，路由器把寄件者改寫成公有IP位址和連接埠號碼。圖中省略的部分：設備端的連接埠號碼、1台設備同時進行的多條通訊（實際上每條通訊1列）、IPv6的通訊。號碼是說明用的例子。

在行動網路等線路上，電信業者那一端有時也會做同樣的改寫。這稱為電信級NAT。這種情況下，1個公有IP位址會同時被許多用戶使用。

號碼由誰分配？DHCP

朋友的手機連上家裡的Wi-Fi後，馬上就能上網。不需要手動設定號碼，是因為家用路由器會自動分配號碼。這個機制稱為DHCP。

手機一連上，就會發出「請給我號碼」的請求。路由器選出還沒人用的號碼，加上可以使用的期限後借出。同時，也會告訴手機作為網路出口的路由器號碼，以及把名稱轉成號碼的伺服器號碼。

因為借出有期限，一段時間沒用的號碼，可能會轉給別的設備。即使是同一支手機，家中的號碼也可能改變，就是這個原因。家用路由器拿到的公有IP位址，也多半是ISP自動分配的號碼。重新連線時可能會改變（也有出租固定號碼的服務）。

號碼的前半與後半：網路部分與主機部分

IP位址的前半和後半，作用不同。前半表示「哪一個網路」，後半表示「其中的哪一台設備」。前半稱為網路部分，後半稱為主機部分（主機是指連上網路的設備）。

分界的位置，用「/24」這樣表示從前面算起幾個位元是網路部分。這種寫法稱為CIDR表示法。家裡常用的 /24，就是前面24個位元，也就是前3個數是網路部分。

在 /24 中，前3個數相同的號碼，屬於同一個網路。圖中省略的部分：分界落在某個數中間的情況（例如 /26）、實際的判斷是用二進位的位元進行。

例如「192.168.1.0/24」中，192.168.1.1～192.168.1.254 可以分配給設備。結尾是0和255的號碼，分別代表網路本身和「給所有人」，所以不分配給設備。能分配的號碼，包含路由器自己在內共254個。

如果目的地的網路部分和自己相同，手機就直接傳給對方。如果不同，就交給網路出口的路由器。這個出口稱為預設閘道。

把同樣的分界寫成「255.255.255.0」的形式，就是子網路遮罩。在Wi-Fi的詳細設定裡常常看到。改變分界時的計算，可以用「IP位址與子網路計算」試試看。

IPv6：把號碼擴大到128位元

為了從根本解決IPv4的不足而設計的，就是IPv6。它把位址的長度從32位元擴大到128位元。能做出的號碼約有3.4×10³⁸個，是「1兆的1兆倍的1兆倍」再乘上約340倍。

因為位數很多，寫法也改變了。IPv6使用十六進位。十六進位是用0～9和a～f共16種符號來寫數的方法（a代表10，f代表15）。

把128位元每16位元分成1組，共8組，每組寫成4位數的十六進位，再用冒號（:）連起來。直接寫會很長，所以有省略的規則。每組開頭的0可以省略（0db8 → db8）。另外，連續全是0的組，可以合併寫成「::」。

不省略：2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
省略開頭的0：2001:db8:0:0:0:0:0:1
用「::」合併：2001:db8::1

「::」在1個位址中只能用1次。如果有2處，就無法知道每一處各代表幾組0。

IPv6和IPv4的封包形式不同，直接的話無法互相通訊。所以現在一般的做法是，1台設備同時擁有兩種號碼，配合對方分開使用。差異整理在「IPv4與IPv6的差異」的表格中。

依Google的統計，用IPv6連到Google的使用者比例，在2026年3月28日達到50.1%。這是2008年開始記錄以來，第一次超過一半的日子。不過這是單日的數值，用其他方法測量，也有約4成的結果。各國的差異也很大，只能用IPv4的設備和網站仍然很多。

DNS：從名稱查出號碼

平常我們不會直接輸入IP位址。像「www.example.com」這樣的名稱，會先透過DNS這個機制轉成號碼，再開始通訊。1個名稱常常同時登記了IPv4和IPv6的號碼，這時設備會選擇能用的那一個。

IP位址能知道與不能知道的事

能知道的：哪個組織的號碼、大概的地區

每個號碼範圍分配給哪個組織，都是公開的。所以從號碼，大多能知道是哪家ISP或公司的號碼。也有從號碼推測位置的服務，國家或大致的地區常常是準的。

不能知道的：姓名或住址

從號碼無法知道使用者的姓名或住址。美國的MaxMind公司，是販賣位置推測資料的公司。連這家公司也說明，它的資料沒有準確到能特定出住戶、門牌或個人。如果使用經由別處伺服器傳送通訊的VPN，對方看到的會是中繼伺服器的號碼。

可以追查紀錄的情況

另一方面，ISP會記錄在什麼時候、把哪個號碼分配給哪個用戶（保存期間有限）。只要有依法進行的程序，有時就能從這些紀錄查出用戶。以日本為例，在網路上權利受到侵害的人，符合條件時，可以要求揭露發文所用線路的申辦人資料等。依據是日本的《資訊流通平台處理法》（2025年4月由《網路服務提供者責任限制法》改名）。

多人共用1個號碼時，除了時間，還需要連接埠號碼的紀錄。因此，制定網際網路技術標準的組織IETF，在2011年發表了關於記錄方式的文件。文件建議伺服器也要記下對方的連接埠號碼和正確的時間。另外，能追查到的是線路的申辦人，不一定是實際操作的人。

常見的誤解

誤解：IP位址是一直跟著人或設備的號碼

實際上，它是連上網路時，分配給連接點的號碼。連線的地方改變，號碼就會改變；DHCP借出期限到了，或和ISP重新連線時，也可能改變。在電信級NAT下，1個號碼會同時被許多人使用。

即使是IPv6，很多手機和電腦為了不容易被追蹤，也會定期改變號碼的後半。這稱為暫時位址。因為「網路上的地址」這種說法，常被以為像住家地址一樣不會變，但實際上它是經常改變的號碼。

誤解：IPv6是IPv4的高速版

實際上，主要的差異在於號碼的數量和形式。它是和IPv4無法直接互通的另一套規則。改用IPv6，不一定會讓通訊變快。

以日本為例，使用NTT「FLET'S光」等光纖服務的人，常覺得「改用IPv6就變快了」，多半是因為連線方式不同。傳統的PPPoE方式，會經過晚上等使用人數多時容易壅塞的設備。新的IPoE方式，則不必經過那些設備。連往IPv4網站的通訊，也有放到IPoE路徑上傳送的方式，因此也可能變快。變快的原因不是號碼的形式，而是路徑改變了。

誤解：像 192.168.x.x 這樣的號碼，在全世界只有1個

實際上，私有IP位址在全世界數不清的家庭和公司中，都使用同樣的號碼。你家的「192.168.1.10」和隔壁家的「192.168.1.10」是不同的設備。所以，從網際網路的另一端，無法把封包送到這個號碼。

從數字來看

項目	數字	比較
IPv4的長度和數量	32位元，約43億	比世界人口（2022年80億人）還少
IPv6的長度和數量	128位元，約3.4×10³⁸	IPv4的約7.9×10²⁸倍
IPv4中1個數的範圍	0～255	8位元有256種
/24 能分配給設備的號碼	254個	256個扣掉2個
私有IP位址 10.0.0.0/8	約1,677萬個	最大的範圍
IANA庫存用完的時間	2011年2月	對各地區的最後一次分配
APNIC、JPNIC結束一般分配	2011年4月15日	亞太地區和日本
用IPv6連到Google的使用者	50.1%	2026年3月28日的單日數值。第一次超過一半

進一步學習

用表格看差異：DHCPv6與SLAAC的差異（IPv6自動決定號碼的2種方法）
用計算試試看：進位轉換與二補數（二進位、十六進位、十進位的轉換。試著用二進位看IP位址的數）
下一步的名詞：MAC位址（送到相鄰設備用的號碼）、ARP（查詢MAC位址的機制）
安全相關的名詞：防火牆（限制通訊進出的機制。NAT不能取代它）
接下來閱讀：號碼把資料送到之後，通訊的內容要怎麼保護？「HTTPS是什麼？鎖頭圖示能保護與不能保護的事」