自宅のすべての機器が1つのIPアドレスを共有する方法とその理由

あなたがほとんどの人のようなものであれば、あなたのインターネットサービスプロバイダはあなたに単一のインターネットプロトコルアドレスを渡し、あなたのルーターはあなたの家の中で接続されているすべての機器の間でそれを共有します.

これは実際にはインターネットが設計されたエンドツーエンドの原則に違反しています。ただし、回避するIPアドレスは非常に多くあります。不足しています。.

パブリックIPアドレスは限られたリソースです

利用可能なIPv4 IPアドレスは42億未満です。つまり、地球上には、固有のパブリックIPアドレスよりも多くの接続デバイスがあります。インターネットはIPv4アドレスを使い果たしています。.

あなたのインターネットサービスプロバイダがあなたの家の各機器に固有のパブリックIPアドレスを割り当てるのではなく - 新しいコンピュータ、タブレット、スマートフォン、ゲーム機、その他を購入するたびに追加のIPアドレスが必要になるでしょう。単一のIPアドレス.

パブリックIPアドレスとプライベートIPアドレス

ルーターはインターネットに直接接続されており、パブリックIPアドレスが割り当てられています（これは時間の経過とともに変わる可能性があります）。あなたのルーターはあなたの家の他のコンピュータや接続された機器の間であなたのパブリックIPアドレスを共有する責任があります。.

あなたのルーターはあなたの接続された機器にローカルIPアドレスを割り当てます。これは彼らがあなたの家のあなたのルーターの後ろで互いに通信することを可能にします。ただし、これらのローカルIPアドレスはインターネットから到達できません。つまり、あなたのパブリックIPアドレスは23.24.35.63のようになるでしょう。インターネット上の誰でもこのアドレスへの接続を試みることができ、彼らはあなたのルーターにたどり着くでしょう。あなたのコンピュータのプライベートIPアドレスは192.168.1.100のようなものかもしれません。インターネット上の誰かがこのアドレスに接続しようとすると、コンピュータはローカルネットワーク上のアドレス192.168.1.100を探します。.

これが少しわかりにくい場合は、オフィスビルについて考えてみてください。事務所ビルの住所は、500 Fake Street、Fake Town、USAです。誰でも世界中のどこからでもこのアドレスにメールを送ることができます - このアドレスはパブリックアドレスと同じです。オフィスビル内のオフィスは「Room 203」になります。ローカルIPアドレスと同様に、「Room 203」はグローバルに一意なアドレスではありません - 多くのオフィスビルで使用されています。あなたが世界の反対側に住んでいるならば、あなたは直接Room 203にメールを送ることはできません。あなたはオフィスビル自体にメールを送付しなければなりません.

ネットワークアドレス変換（NAT）とポート転送

インターネットなどのWebサイトに接続すると、コンピュータはルーターを介してパケットを送信します。ルーターはパケットを変更し、ルーター上の各発信接続に固有のポートを割り当てます。 Webサイトまたは他のサーバーがユーザーにデータを返送すると、その特定のポートにデータが返送され、ルーターは元の接続を開始した同じデバイスにデータを返送する必要があることを認識します。これは、ルーターが単一のIPアドレスを使用して一度に複数のコンピューターのインターネットトラフィックを処理し、すべてのトラフィックがどこに送信されるべきかを認識している方法です。.

ただし、これは要求されていない着信トラフィックを処理するときには中断する可能性があります。たとえば、誰かが自分のルーターのIPアドレスに自分自身で接続しようとした場合、ルーターはそのトラフィックをどこに送信すべきかわかりません。あなたのルーターができることはトラフィックを奪ってそれを捨てることだけです。これは本質的にあなたのルーターが一種のファイアウォールとして機能し、要求されていないインバウンドトラフィックを捨てることを意味します。.

この着信トラフィックを受信したい場合は、ルーターにポート転送を設定できます。たとえば、ポート25565で特定のローカルIPアドレスでMinecraftサーバーを実行していることをルーターに伝えることができます。ルーターがポート25565で接続を受信すると、そのトラフィックを指定したローカルIPアドレスに通過させるはずです。サーバーとして機能し、ローカルネットワークの外部から要求されていない着信トラフィックを受信するアプリケーションでは、ポート転送が必要です。.

2つの可能な先物

前述したように、割り当てにもかかわらず、IPv4のIPアドレスが不足しています。長期的には、すべてのデバイスに独自のIPアドレスが割り当てられていることを期待しています。短期的には、あなたはあなた自身の単一のパブリックIPアドレスさえ持っていないかもしれません.

各デバイスのIPv6アドレス：IPv4のアドレスは42億未満ですが、IPv6は2を提供できます。¹²⁸ 可能なIPアドレスWolfram Alphaはこの膨大な数を大局的に考えるのを手伝うことができます：それは340282366920938463463374607431768211456の異なるIPアドレス、すなわち地球上のすべての人のための約50100000000000000000000000000の固有IPアドレスです。 IPv6が普及しIPv4に取って代わったら、接続されている各デバイスにインターネット上の固有のIPアドレスを割り当てることができます。.
キャリアグレードNAT：短期的には、一部のISPは顧客にIPv4アドレスを提供するのに苦労しています。キャリアグレードのNATは、一部のISPが検討しているソリューションの提案です。キャリアグレードのNATを使用しているISPは、自身のパブリックIPアドレスを保持します。ローカルIPアドレスをすべての顧客に配布するために、NATを使用します（あなたのホームルーターのように）。顧客はインターネット上に自分自身の固有のパブリックIPアドレスを持っていないし、ポート転送や直接接続を必要とするサーバーソフトウェアを使用することもできません。.

インターネットはそれほど多くの接続機器用に設計されたことはなく、NATテクノロジを備えたホームルータがIPv6に移行せずに多数の機器を接続できる唯一の理由です。.

Image Credit：FlickrのMatt J Newman、FlickrのBob Mical、Flickrのwebhamster、FlickrのJemimus