IPアドレスとは？IT初心者向け完全解説！ネットワークの鍵

IPアドレスとは？をIT初心者の方でも理解できる解説記事です。

IT用語や横文字は極力使いません！使う場合は解説を入れます。
誰でもわかる！を目標にした内容にしていますので、ご安心ください！

Youtube動画でも解説しておりますので、こちらもよければご利用ください。

IPアドレスとは何か？

IPアドレスの基本とは？

IPアドレス（Internet Protocol Address）は、インターネットの世界における住所のことです。

現実世界では、住んでいる場所に応じて全員がそれぞれの「住所」を持っています。
同様に、インターネットに接続する全てのコンピュータにはIPアドレスが割り当てられています。スマートフォンやルータ（端末をネットワークに繋げる機会）、サーバなどの機器もIPアドレスを持っています。
※サーバについては下記記事参照

インターネット上で一意である必要があるため、IPアドレスを指定することで自分や相手の端末の場所を確実にすることが可能です。

なぜIPアドレスが必要なのか？

IPアドレスは、メールをどこに送れば良いか、動画データを誰のスマートフォンに送れば良いかなどを判断するために使用されます。インターネットはコンピュータとコンピュータの１対１の通信を行います。例えば、このページを閲覧しているあなたのパソコンと、このサイトのデータが保管されているコンピュータ（Webサーバ）がお互いに１対１の通信をしています。

そのため、データの受け渡しを１対１で行う上で、あなたのコンピュータと、Webページ情報を提供するコンピュータがお互いに相手の場所を認識している必要があります。IPアドレスがなければ、相手のコンピュータの場所がわからず通信を行うことができません。

IPアドレスの種類とは？

IPv4とIPv6の違いは？

IPv4（Internet Protocol Version 4）とIPv6（Internet Protocol Version 6）は、インターネット通信における異なるプロトコルバージョンです。以下にそれぞれの違いを解説します。
プロトコルバージョンというわかりづらい名前が出来きましたが、「同じ種類だけどバージョンが違うよ」と理解いただければと思います。PS4とPS5みたいな感じです。

1. アドレスの数と形式:
   • IPv4:
     • 32ビットのアドレスを使用しています。
     • アドレスは「ドット付き16進数表記」で表されます（例：192.168.10.150）
     • 最大で約43億のユニークなアドレスを提供しますが、現在のインターネット接続デバイスの急増により、アドレス枯渇が問題となっています。
   • IPv6:
     • 128ビットのアドレスを使用しています。
     • アドレスは「コロン区切りの16進数表記」で表されます。
       （例：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334）
     • IPv4の1,000倍以上のユニークなアドレスを提供します。アドレス不足の問題を解決しています。
2. セキュリティと柔軟性:
   • IPv6:
     • より高いセキュリティを提供します。データ認証やデータ暗号化などが組み込まれています。
     • 柔軟性があり、新しい技術や要件に適応できます。
     • 速度は通常IPv4と同等です。

簡単にいうと、IPv6はアドレスの数が豊富でセキュリティも向上しており、将来的なインターネットはIPv6が主流になっていくという話ですね。

とはいっても、現場レベルではIPv4がまだまだ現役です。
私もSEとしてIPアドレスを端末に設定したりしますが、IPv4を使用しており、IPv6を触ったことはありません。
IPv4の方が見た目がわかりやすいため、人間が理解するのに適していると感じます。

プライベートIPアドレスとパブリックIPアドレスの違いは？

プライベートIPアドレスは、組織内で使用するアドレスで、インターネット上の通信には使えません。別名「ローカルIP」や「内部IP」とも呼ばれます。これは、社内や学校など組織に閉じたローカルネットワーク内で利用されるもので、インターネット間で使用できるアドレスではありません。プライベートIPアドレスは、以下の範囲でルールで決まっています。

• 範囲①: 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255（サブネット: 255.0.0.0 または /8）
• 範囲②: 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255（サブネット: 255.240.0.0 または /12）
• 範囲③: 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255（サブネット: 255.255.0.0 または /16）

※上記の範囲は覚える必要はありません！頭がこんがらがりそうであれば無視しちゃってください！

これにより、プライベートIPアドレスはIPv4アドレスの枯渇を遅らせる役割を果たしています。自身のパソコンのプライベートIPアドレスは、ipconfigコマンドを実行して調べることができます。

一方、パブリックIPアドレスはインターネットに接続するために利用されるアドレスです。別名「グローバルIP」や「外部IP」、「WANアドレス」とも呼ばれます。パブリックIPアドレスはルーターによるルーティングが可能で、通信をする際の目的地のIPアドレスとして指定できます。異なるWiFi接続を使用する場合、同じ端末でも異なるグローバルIPアドレスが割り当てられることもあります。

簡単に言えば、プライベートIPアドレスは組織内で使い、パブリックIPアドレスはインターネット上で使われるものです。
また、一つの端末につきプライベートIPとパブリックIPどちらも持っていることが基本的です。

IPアドレスの役割は？

ネットワーク通信におけるIPアドレスの重要性

端末Aが端末Bに通信したいときは、端末Aは「送信元＝端末AのIPアドレス、宛先＝端末BのIPアドレス」という情報を付け加えて通信します。ルータ等のネットワーク機器は宛先である端末BのIPアドレスを見て、通信経路を決定し、やがて端末Bに辿り着きます。これらの経路決定プロセスをルーティングと言います。

端末Bが端末Aに返信したい場合も同様に「送信元=端末BのIPアドレス、宛先=端末AのIPアドレス」という情報を付け加えて通信します。IPはインターネットで利用されている世界標準の通信方法です。

IPアドレスはデバイスがインターネット上で互いに見つけてデータを交換できるようにします。

補足ですが、ネットワーク管理者はこの情報を使用してトラフィックや潜在的なセキュリティの脅威を検出できます。
例えば、どこのIPアドレスからアクセスが来ているかを監視しておき、同一IPアドレスから短時間で大量にアクセスが来ていれば攻撃されている可能性が高いため、そのIPアドレスをブロックする等ですね。

IPアドレスの取得方法は？

IPアドレスが何やらインターネット通信のために重要そうな仕事をしている事が何となく理解できましたね。
では、そのIPアドレスがどのように端末ごとに設定されているのかを解説します。

IPアドレスの自動取得と手動設定の違い

IPアドレスは手動で設定する方法と自動で設定するパターンがあります。

1. IPアドレスの自動取得:
   • 自動取得では、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）機能により、ルーターが自動でIPアドレスを割り当てます。※DHCPという名前は必要でないため一旦無視しちゃいましょう。
   • メリット:
     • いつIPアドレスが変わるか分からないため、柔軟性があります。
     • ルーターが自動でIPアドレスを決定するため、手動設定が不要です。
   • デメリット:
     • IPアドレスが自動設定で変化するため、ホスト部も変わります。
     • 特定のIPアドレスを使用したい場合には向いていません。
2. IPアドレスの固定（手動設定）:
   • 固定設定では、一度割り振ったIPアドレスを手動で変更しない限り変わりません。
   • メリット:
     • 特定のIPアドレスを使用できるため、機器を特定するのに便利です。
     • ルーターやサーバーのログを取得でき、管理が容易です。
   • デメリット:
     • 手動で設定する必要があるため、柔軟性が低くネットワークの知識が必要です。

あなたが普段から使用しているスマートフォンはウェブ検索やアプリが使用できますよね。スマホにも通信のためにもちろんIPアドレスが割り当てられています。
ですが手動でIPアドレスを設定した記憶はないはずです。スマホはIPアドレス自動取得をおり、意識する事なくインターネット接続が可能です。

基本的に世の中のインターネット接続が必要な機械はIPアドレス自動取得です。
手動設定はIT企業の人たちがシステム作ったり導入したりする時に使用するものという認識でOKです！

インターネットサービスプロバイダー（ISP）からの割り当て方法

インターネットサービスプロバイダ（ISP）は、ユーザーがインターネットにアクセスして利用できるように、さまざまなサービスを提供する企業です。ISPは、インターネット接続、ウェブホスティング、トランジット、メールサービス、プロキシサーバー、コロケーション、ドメイン登録などのサービスを提供しています。
まあ色々やってるけどメインはインターネット接続できるようにしてくれる企業！です。
※ドメインについては下記参照

以下に、ISPについて詳しく説明します。

1. ISPの役割:
   • ISPは、ユーザーがインターネットにアクセスできるようにする窓口です。
   • インターネット接続、ウェブホスティング、メールサービスなど、さまざまなサービスを提供しています。
   • 一言で言えば、ISPなしにはインターネットに接続できず、オンラインゲームやSNS、通販などを楽しむこともできません。
2. 代表的なISP:
   • 日本では、NTTコミュニケーションズ、ソフトバンク、KDDIなどが代表的なISPです。
   • 米国では、AT&T、Verizon、Xfinity、Lumenなどが有名です。
3. ISPの選び方:
   • ISPを選ぶ際には、以下のポイントを考慮します:
     • 速度: インターネットの速度は重要です。自宅やオフィスで必要な速度を選びましょう。
     • 料金: 料金プランを比較して、予算に合ったISPを選びます。
     • カスタマーサポート: カスタマーサポートの質や対応時間を確認しましょう。
     • 地理的なカバー範囲: 自宅やオフィスの近くにISPがあるかどうかを確認します。

ISPは、私たちのインターネットライフを支えている重要な存在です。適切なISPを選んで、快適なインターネット環境を作りましょう。

とはいっても、最近ではISPと契約しなくても元々ISP契約が済んでいる賃貸が多いので意識したことはないかと思います。あなたの自宅のWiFiも実はどこかのISPの回線に乗っています。

まとめ：IPアドレスとは

• IPアドレスはインターネット上の住所のことです。
• メールやチャット、アプリの使用などインターネット上で通信を行うには、通信相手の端末とお互いのIPアドレスを指定してやり取りを行います。
• パブリックIPアドレスとプライベートIPアドレスがあります。インターネットを介して通信を行う場合はパブリックIPアドレスを使用します。
• IPv4とIPv6があります。まだIPv4が主流ですが今後はIPv6が主流になっていくと思われます。

IPアドレスについて理解が深まりましたでしょうか？
記事を読む前に比べて「わかった！」となっていただけいたら幸いです！