IPアドレスの仕組み

ネットワークコンピュータ、タブレット、カメラに接続されているすべてのデバイスは、他のデバイスがそのアクセス方法を認識できるように、一意の識別子を必要とします。 TCP / IPネットワーキングの世界では、その識別子はインターネットプロトコル（IP）アドレスです。.

コンピュータで作業したことがある人は、IPアドレス（192.168.0.15のような数字の並び）に晒されている可能性があります。私たちのデバイスやネットワークは舞台裏でそのことを大事にするので、ほとんどの場合、私たちは直接それらに対処する必要はありません。私たちがそれらに対処しなければならないとき、私たちはしばしば何をどこに置くべきかについての指示に従うだけです。しかし、これらの数字が何を意味するのかをもう少し詳しく知りたいと思ったことがあるなら、この記事はあなたのためです。.

なぜあなたは気にする必要がありますか？ネットワークが正しく機能していない理由、または特定のデバイスが期待どおりに接続されていない理由をトラブルシューティングしたい場合は、IPアドレスの機能を理解することが重要です。さらに、インターネットからの友達が接続できるゲームサーバーやメディアサーバーをホストするような、もう少し高度なものを設定する必要がある場合は、IPアドレス指定について知っておく必要があります。さらに、それは一種の魅力的です.

注：この記事では、IPアドレス指定の基本について説明します。IPアドレスを使用しているが、実際にはあまり考えていない人が知っておくと便利なことです。 IPクラス、クラスレスルーティング、カスタムサブネットなど、より高度な、または専門的な、レベルのものをカバーするつもりはありません。.

IPアドレスとは?

IPアドレスは、ネットワーク上のデバイスを一意に識別します。あなたはこれらのアドレスを以前に見たことがあります。それらは192.168.1.34のようになります.

IPアドレスは常にそのような4つの数字のセットです。各番号の範囲は0〜255です。そのため、IPアドレスの範囲全体は0.0.0.0〜255.255.255.255になります。.

各番号が255までしか達することができない理由は各番号が実際に8ディジットの2進数であるということです（時々オクテットと呼ばれます）。オクテットでは、数字のゼロは00000000になりますが、数字の255はオクテットが到達できる最大数の11111111になります。バイナリで前述したIPアドレス（192.168.1.34）は次のようになります。11000000.10101000.00000001.00100010.

コンピュータはバイナリ形式で動作しますが、私たち人間は10進形式で動作する方がはるかに簡単だと思います。それでも、アドレスが実際には2進数であることを知ることは、IPアドレスを取り巻くいくつかのことがそれらがそうするように働く理由を理解するのに役立つでしょう。.

でも心配しないで！この記事では、たくさんのバイナリや数学をあなたに投げかけるつもりはないので、もう少し長く考えてみてください。.

IPアドレスの2つの部分

デバイスのIPアドレスは、実際には2つの部分から構成されています。

ネットワークID： ネットワークIDは、デバイスが配置されている特定のネットワークを識別する、左から始まるIPアドレスの一部です。デバイスのIPアドレスが192.168.1.34である一般的なホームネットワークでは、アドレスの192.168.1の部分がネットワークIDになります。欠けている最後の部分にはゼロを埋め込むのが習慣です。そのため、デバイスのネットワークIDは192.168.1.0であると言えます。.
ホストID： ホストIDは、ネットワークIDによって占有されていないIPアドレスの一部です。それはそのネットワーク上の特定のデバイス（TCP / IPの世界では、我々はデバイスを「ホスト」と呼ぶ）を識別します。 IPアドレス192.168.1.34の例を続けると、ホストIDは34（192.168.1.0ネットワーク上のホストの固有ID）になります。.

ホームネットワークでは、192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1 30、および192.168.1.34のようなIPアドレスを持つ複数のデバイスが表示されることがあります。これらはすべて同じネットワーク（ネットワークID 192.168.1.0）上の固有のデバイス（この場合はホストID 1、2、30、および34）です。.

これらすべてをもう少しよく描写するために、アナロジーに目を向けましょう。街の住所が都市内でどのように機能するかに非常に似ています。 2013 Paradise Streetのような住所を入力してください。通りの名前はネットワークIDのようなもので、家の番号はホストIDのようなものです。同じネットワーク上の2つのネットワークIDに同じ名前を付けるのと同じように、都市内では2つの通りに同じ名前を付けることはできません。特定の通りでは、特定のネットワークID内のすべてのホストIDが一意であるのと同じように、すべての家番号が一意です。.

サブネットマスク

では、IPアドレスのどの部分がネットワークIDでどの部分がホストIDかをどのように判断しますか。そのために、彼らはあなたが常にIPアドレスと関連して見ることになる2番目の番号を使います。その番号はサブネットマスクと呼ばれます.

最も単純なネットワーク（家や中小企業のネットワークなど）では、255.255.255.0のようなサブネットマスクが表示されます。4つの数字はすべて255または0です。255から0への変更の位置は、ネットワーク間の区分を示します。ネットワークとホストID。 255秒は、次の式からネットワークIDを「マスクアウト」します。.

注：ここで説明している基本的なサブネットマスクは、デフォルトサブネットマスクと呼ばれています。大規模なネットワークでは、物事はこれよりも複雑になります。同じネットワーク上に複数のサブネットを作成するために、多くの場合カスタムサブネットマスク（ゼロと1の間の区切りの位置が1オクテット以内で移動する）を使用します。それはこの記事の範囲を少し超えていますが、興味があれば、Ciscoはサブネットに関するかなり良いガイドを持っています.

デフォルトゲートウェイアドレス

IPアドレス自体とそれに関連付けられたサブネットマスクに加えて、IPアドレス情報とともにデフォルトゲートウェイアドレスも表示されます。使用しているプラットフォームによっては、このアドレスは別の名前になることがあります。「ルーター」、「ルーターアドレス」、「デフォルトルート」、または単に「ゲートウェイ」とも呼ばれます。これらはすべて同じものです。データがデバイスが存在するネットワークとは異なるネットワーク（異なるネットワークIDを持つネットワーク）に送信されることを意図している場合に、デバイスがネットワークデータを送信するデフォルトのIPアドレスです。.

これの最も簡単な例は典型的なホームネットワークにあります.

複数のデバイスを含むホームネットワークがある場合、モデムを介してインターネットに接続されているルーターがある可能性があります。そのルーターは別の装置であるかもしれません、またはそれはあなたのインターネットプロバイダーによって供給されるモデム/ルーターコンボユニットの一部かもしれません。ルータは、ネットワーク上のコンピュータとデバイス、そしてインターネット上のより一般的なデバイスとの間にあり、トラフィックをやり取り（またはルーティング）します。.

ブラウザを起動してwww.howtogeek.comにアクセスしたとします。あなたのコンピュータは私たちのサイトのIPアドレスにリクエストを送ります。私たちのサーバーはあなたのホームネットワークではなくインターネット上にあるので、そのトラフィックはあなたのPCからあなたのルーター（ゲートウェイ）に送られ、あなたのルーターは私たちのサーバーにリクエストを転送します。サーバーは正しい情報をあなたのルーターに送り返し、それからそれを要求した機器に送り返します、そしてあなたは私達のサイトがあなたのブラウザにポップアップ表示されるのを見る.

通常、ルーターはデフォルトで、プライベートIPアドレス（ローカルネットワーク上のアドレス）を最初のホストIDとして持つように設定されています。したがって、たとえば、ネットワークIDに192.168.1.0を使用するホームネットワークでは、ルータは通常192.168.1.1になります。もちろん、ほとんどの場合と同様に、必要に応じてそれを別のものに設定することもできます。.

DNSサーバー

デバイスのIPアドレス、サブネットマスク、およびデフォルトゲートウェイアドレスと共に割り当てられる最後の情報が1つあります。それは、1つまたは2つのデフォルトドメインネームシステム（DNS）サーバーのアドレスです。私たち人間は数字のアドレスよりも名前のほうがずっとうまく機能します。ブラウザのアドレスバーにwww.howtogeek.comと入力すると、サイトのIPアドレスを覚えて入力するよりもはるかに簡単です。.

DNSは、電話帳のように機能し、Webサイト名のような人間が読めるものを検索し、それらをIPアドレスに変換します。 DNSは、インターネット上のリンクされたDNSサーバーのシステムにそのすべての情報を格納することによってこれを行います。あなたのデバイスは、クエリを送信する先のDNSサーバーのアドレスを知る必要があります。.

一般的な小規模またはホームネットワークでは、DNSサーバーのIPアドレスは多くの場合デフォルトゲートウェイアドレスと同じです。デバイスは自分のDNSクエリーをルーターに送信し、ルーターはルーターが使用するように構成されているどのDNSサーバーにも要求を転送します。デフォルトで、これらは通常あなたのISPが提供するどんなDNSサーバでもあります、しかしあなたが望むならあなたは異なるDNSサーバを使うためにそれらを変えることができます。時々、あなたはグーグルまたはOpenDNSのような第三者によって提供されたDNSサーバーを使うことでより良い成功を収めているかもしれません。.

IPv4とIPv6の違いは何ですか?

また、設定を参照しながら、IPv6アドレスと呼ばれる別の種類のIPアドレスを参照していることにお気づきかもしれません。私たちがこれまで話してきたIPアドレスの種類は、IPバージョン4（IPv4） - 70年代後半に開発されたプロトコルによって使用されるアドレスです。彼らは私たちが（4オクテットで）話した32のバイナリビットを使用して、合計42.9億の可能な固有アドレスを提供します。それは多くのように思えますが、すべての公に利用可能なアドレスはずっと前に企業に割り当てられました。それらの多くは未使用ですが、それらは割り当てられていて一般的な使用には使用できません.

IPアドレスの潜在的な不足を心配した90年代半ばに、インターネット技術特別調査委員会（IETF）がIPv6を設計しました。 IPv6では、IPv4の32ビットアドレスではなく128ビットアドレスが使用されているため、一意のアドレスの合計数は100万単位で測定されます。.

IPv4で使用されるドット付き10進表記とは異なり、IPv6アドレスはコロンで区切られた8つの番号グループとして表されます。各グループには、16進数を表す4桁の16進数があります（したがって、16進数と呼ばれます）。一般的なIPv6アドレスは次のようになります。

2601：7c1：100：ef69：b5ed：ed57：dbc0：2c1e

問題は、すべての懸念を引き起こしたIPv4アドレスの不足が、ルーターの背後でのプライベートIPアドレスの使用の増加によって大幅に軽減されたことです。公開されていないプライベートIPアドレスを使用して、ますます多くの人々が独自のプライベートネットワークを作成しています.

それで、IPv6がまだ主要なプレーヤーであり、その移行がまだ起こるであろうとしても、それは決して完全には起こらなかった - 少なくともまだ。もっと学びたいという方は、このIPv6の歴史とタイムラインをご覧ください。.

デバイスのIPアドレスの取得方法?

IPアドレスがどのように機能するかの基本を理解できたので、まずデバイスがIPアドレスを取得する方法について説明しましょう。 IP割り当てには、動的と静的の2種類があります。.

デバイスがネットワークに接続すると、動的IPアドレスが自動的に割り当てられます。今日の大多数のネットワーク（ホームネットワークを含む）は、これを実現するために動的ホスト構成プロトコル（DHCP）と呼ばれるものを使用しています。 DHCPはルータに組み込まれています。デバイスがネットワークに接続すると、IPアドレスを要求するブロードキャストメッセージを送信します。 DHCPはこのメッセージを傍受してから、使用可能なIPアドレスのプールからそのデバイスにIPアドレスを割り当てます。.

ルータがこの目的のために使用する特定のプライベートIPアドレス範囲があります。どちらが使用されているかは、ルーターを作成した人、または自分で設定した方法によって異なります。これらのプライベートIP範囲は次のとおりです。

10.0.0.0 - 10.255.255.255： Comcast / Xfinityのお客様であれば、ISPから提供されたルーターがこの範囲のアドレスを割り当てます。他のいくつかのISPはまた彼らのルータでこれらのアドレスを使用します、彼らのAirMacルータでアップルがそうするように.
192.168.0.0 - 192.168.255.255： ほとんどの商用ルーターはこの範囲のIPアドレスを割り当てるように設定されています。たとえば、ほとんどのLinksysルータは192.168.1.0ネットワークを使用しますが、D-LinkとNetgearはどちらも198.168.0.0範囲を使用します。
172.16.0.0 - 172.16.255.255： デフォルトでは、この範囲はほとんどの商用ベンダによって使用されていません。.
169.254.0.0 - 169.254.255.255： これは、自動プライベートIPアドレス指定というプロトコルで使用される特別な範囲です。コンピュータ（または他のデバイス）がIPアドレスを自動的に取得するように設定されていてもDHCPサーバーが見つからない場合は、この範囲のアドレスが割り当てられます。これらのアドレスのいずれかが表示された場合は、IPアドレスを取得するタイミングになったときにデバイスがDHCPサーバーに接続できなかったことを示しています。.

動的アドレスについてのことはそれらが時々変わることができるということです。 DHCPサーバーはIPアドレスをデバイスにリースします。これらのリースが起動すると、デバイスはリースを更新する必要があります。時々、デバイスはサーバが割り当てることができるアドレスのプールから異なるIPアドレスを取得します.

ほとんどの場合、これは大したことではなく、すべてが「うまくいく」でしょう。ただし、場合によっては、変更しないIPアドレスをデバイスに付けたいと思うかもしれません。たとえば、手動でアクセスする必要があるデバイスがあり、名前よりもIPアドレスを覚えた方が簡単な場合があります。あるいは、IPアドレスを使ってネットワークデバイスにしか接続できない特定のアプリがあるかもしれません。.

そのような場合は、それらのデバイスに静的IPアドレスを割り当てることができます。これを行うにはいくつかの方法があります。あなたは手動であなたが手動で静的IPアドレスを使ってデバイスを設定することができますが、これはぎこちないことができます。もう1つのより洗練された解決策は、通常DHCPサーバーによる動的割り当てである間に、特定のデバイスに静的IPアドレスを割り当てるようにルーターを設定することです。そうすれば、IPアドレスは変更されませんが、すべてがスムーズに機能するようにするDHCPプロセスを中断することはありません。.