基本情報技術者の勉強 IPアドレス
人と人がコミュニケーションをとるとき、お互いが理解できる言語を使わないと意思の疎通ができません。
コンピュータも同じように、通信を行うときは、通信を行う機器間であらかじめ規則を決めておかなければいけません。その規則のことをプロトコルと呼びます。
インターネットでは一般的に、TCP/IPというプロトコルが使われています。
今回の記事では、TCP/IPプロトコルには欠かすことのできないIPアドレスの説明をしていきます。
IPアドレスとは
IPアドレスとは、ネットワークの中で各コンピュータや機器に割り当てられる番号のことです。
TCP/IPプロトコルを使った通信では、このIPアドレスを使って、通信を行う機器の識別を行います、そのため、IPアドレスはネットワークに接続されているコンピュータや機器に一意に割り当てられています。
通信を行いたいときに、宛先のIPアドレスと送信元のIPアドレスを用いることで、どこの誰のコンピュータが誰に向けて送信した信号なのかを判断しています。
いわば、このIPアドレスとはネットワークの世界での住所なのです。
私たちが郵便を送るときにも、送り主の住所と、送りたい相手の住所が必要ですよね？ネットワークの世界ではIPアドレスがないと通信が行えないのです。
IPアドレスの方式
IPアドレスには方式があります。IPアドレスは2進数で表されるのですが、32ビットと128ビットの2つの方式があります。32ビットはIPv4、128ビットはIPv6と呼ばれています。
IPv4
IPv4は32ビットの2進数で表されたIPアドレスのことです。2進数が32桁も並んでいては人間にとっては何が何だかわかりません。そのため、8ビットずつに区切り、10進数に変換して表されます。
192.168.10.10
こんな表記の仕方です。この方式で表されたIPアドレスをIPv4と言います。
しかし、ここである問題が生じます。
IPアドレスの枯渇問題です。
IPv4では2の32乗個ものIPアドレスを表現できます。これは膨大な数には違いありませんが、無限ではありません。IoTの影響もあり、インターネットに接続されるのはコンピュータだけではなくなってきました。そのため、新たなIPアドレスが必要になったのです！
IPv6
IPv6では、128ビットの2進数でIPアドレスを表現します。この方式では2の128乗個ものIPアドレスを表現できます。
IPv4では8ビットずつ区切りIPアドレスを表現しましたが、IPv6では16ビットずつ区切って表現します。
2001:DB8:0:0:8:800:200C:417A
こんな感じです。IPv6ではIPアドレスにアルファベットが含まれてきます。あまり見慣れないかもしれませんが、基本情報技術者には出題されます。
IPアドレスの種類
IPアドレスにはグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの2種類があります。先ほども説明したように、IPアドレスは膨大にあると言っても、その数には限りがあります。1台に一つのIPアドレスを割り当てていればいずれ枯渇してしまいます。
グローバルアドレスIPアドレスとプライベートIPアドレスも、効率的にIPアドレスを管理するために生まれた技術です。
グローバルIPアドレス
グローバルIPアドレスは、ネットワークに直接ネットワークに接続する機器に割り当てられるIPアドレスのことです。なので、グローバルIPアドレスを持つ機器だけがネットワークに接続できます。
グローバルIPアドレスはISP(インターネットサービスプロバイダ)によって割り当てられます。
プライベートIPアドレス
プライベートIPアドレスは直接インターネットに接続しない機器に割り当てられるIPアドレスのことです。プライベートIPアドレスを持つ機器はネットワークに接続できません。
では、プライベートIPアドレスを持つコンピュータはどのようにしてネットワークに接続するのでしょうか？
グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの関係
プライベートIPアドレスというのは家庭内LANに割り当てられるIPアドレスです。同じネットワーク内に接続されている機器同士は直接通信を行うことができます。
しかし、他のネットワークに接続するにはグローバルIPアドレスが必要です。
そこで、家庭内の機器の持っているプライベートIPアドレスを、グローバルIPアドレスに変換してしまおう！という技術が生まれます。それがNATやNAPTです。
みなさんのご家庭にもあると思います。ルータがこの変換の役割を担っています。
まとめ
過去問に挑戦
IPv4のグローバルIPアドレスはどれか。
- 118.151.146.138
- 127.158.32.134
- 172.22.151.43
- 192.168.38.158
