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[AWS]IPアドレスについて知る

2023/04/02に公開

AWS

IPアドレスについて知る

IPアドレスとは:
インターネットプロトコル（IP）を使用して通信ネットワーク上のデバイスを特定するために割り当てられる一意の数値。IPアドレスは、データ通信を行う際に送信元と受信先を識別するために使用されます。

IPアドレス　(Internet Protocol Address)とは、ネットワーク上に接続された、
全ての機器が持っている番号のこと。
ネットワーク上の通信機器ごとに、1つ以上のIPアドレスが割り振られている。
=> ネットワーク上で使われる住所と言える！！！
　　　データ通信を行う際に送信元と受信先を識別するために使用される。

補足：自分のPCのIP adressをターミナルで確認してみよう！

Macの場合: ifconfig en0　 / Windowsの場合: ipconfig

ifconfigやipconfig: ネットワークインターフェースの状況を確認するコマンド。
上記のコマンドで確認すると以下のように表示される。(私はmacです)

en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
 ether 12:34:56:78:90:ab
 inet6 fe80::aede:48ff:fe00:1122%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x4
 inet 192.168.0.2 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.0.255
 nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>
 media: autoselect
 status: active

【ここでみるべきポイント】

inetの後ろに表示されるIPアドレス。
= 上の例では、IPアドレスは192.168.0.2。
また、ネットマスクはnetmaskの値で表示される。上の例では、ネットマスクは0xffffff00で、
これは255.255.255.0と同じ！
etherの後ろにはMACアドレスが表示される。この例では、MACアドレスは12:34:56:78:90:ab。

IPアドレスのバージョンはの2種類

インターネットの拡大に対応するため、バージョンアップが行われた。

IPv4(インターネットプロトコルバージョン4）
IPv4は、32ビットのアドレスで表され、約43億のアドレスを持つことができる。
しかし、インターネットの普及に伴い、アドレス不足が問題となり、IPv6が開発された。
IPv6(インターネットプロトコルバージョン6）
IPv6は、128ビットのアドレスを持ち、IPv4の約340兆個のアドレスを持つことができる。
これにより、アドレス不足の問題を解決し、インターネットの拡大に対応することができた。

【問題点】　IPv4とIPv6は互換性がない。
両方のプロトコルを同時に使用することが必要な場合がある。
また、IPv6が普及していない地域やデバイスも多いため、
今後もIPv4が使われ続けることが予想される。

IPv4とIPv６のそれぞれの普及率/AWSでは？？

<参考文献>

<現状の普及率、利用率>
現在の状況としては、一般的には、IPv4の利用率が高く、IPv6の普及率はまだ低いという状況が続いている。ただし、近年はIPv6の普及に取り組む動きもあり、徐々にIPv6の利用率が上昇しているとされている。

<AWSで使用されているのは？？>

AWSではIPv4とIPv6の両方が使用されている。
AWSの各種サービスはIPv4アドレスで提供されていますが、一部のサービスではIPv6アドレスも使用可能。
ex. Amazon S3やAmazon CloudFrontではIPv6にも対応
AWSではIPv6アドレスの取得や設定も可能であり、IPv6アドレスを使用することで、セキュリティやパフォーマンスの向上を図ることができる。

補足：IP adressの管理はどのように行われているのか

インターネット内でのアドレスの一意性を確保するために、
ICANN（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers）　
という非営利団体が行っている。

=> ICANNは、世界中の5つの地域にある5つのレジストリ組織に対して、IPアドレスの割り当てや管理を委託している。各レジストリ組織は、地域内のインターネットサービスプロバイダーや企業にIPアドレスを割り当てたり、アドレスの管理を行ったりしている。

※各国の政府や通信規制当局も、国内でのIPアドレスの管理に関与している。
ex. 日本では...総務省がIPアドレスの管理を行っており、日本国内で使用されるIPアドレスの割り当てや管理を行っている。

IP adressの種類: パブリック・プライベートIP adress

パブリックIPアドレス(グローバルIPアドレス)

インターネットに接続する機器に必ず割り振られ利用される番号(IPアドレス)。
このIPアドレスは、必ず「一意」で割り振られる。

プライベートIP(ローカルIPアドレス)

インターネットに直接接続されていないネットワーク機器で利用されるIPアドレス。
(利用しているPCやスマホはインターネット上に接続されていると思っていたが、実際はルーターを経由してインターネットに接続されている！！！！)

	通信場所	通信機器	network
パブリックIP adress	外部との通信	サーバー <-> ルーター	WAN
プライベートIP adress	家庭・会社内	ルーター <-> PC,スマホ	LAN

なぜ、プライベートIPアドレスが存在するのか？

世界中にある全ての端末にグローバルIPアドレスを割り振ると、IPアドレスの数が足りなくなるから。
グローバルIPアドレスは、インターネット回線の自宅からの出口にあるルーターに１つ割り振られる。
そしてルーターの内側にあるパソコンやスマートフォン、タブレットなどの端末には、プライベートIPアドレスを割り振流ようにした。
このようにすることで、IPアドレスの枯渇を防ぐことができる。

プライベートIPアドレスの範囲

プライベートIPアドレスで利用できる範囲は、以下のとおり。
以下番号以外では、パブリックIPアドレスとして利用されている。

10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255
192.168.0.0 ～ 192.168.255.255

IPアドレスのルールを知る

理解するための用語メモ

word	意味
2進数	数字を「0」と「1」で表す。コンピュータデータの最小単位
ビット	"1ビット"は、2進数の一桁。1ビットで表せるのは「0」と「1」。2ビットでは「00」、「01」、「10」、「11」の4とおり表せる
10進数	わたしたちが日常的に使用している数字
オクテット	各組のことを「オクテット（octet）」と呼ぶ

「10進数」と「2進数」の違い
=> 10進数では「10」で一桁上がるが、2進数では「1」で一桁上がる。

IPアドレスの特徴

2進数の表示ではわかりにくいため、10進数で4つの組（オクテット）に分けて表示される
8ビットで4つに区切り、合計32ビットの2進数で表されている. (IPv4)
=> よって、表現できる数字は「2の32乗」 = 4,294,967,296個までIPアドレスを割り振ることができる。
32ビットとして、0を32個並べると非常にわかりにくいため、
IPadressとして表示するのは、8ビットずつ4つの組に分けて、各組の数字を10進数に変換し表示している。

ex. IPアドレス「192.168.0.1」は、原型(2進法)では以下のような形。
・「192」は、2進数に変換すると「11000000」となります。
・「168」は、2進数に変換すると「10101000」となります。
・「0」は、2進数に変換すると「00000000」となります。
・「1」は、2進数に変換すると「00000001」となります。
つまり、「192.168.0.1」というIPアドレスは、2進数で表現すると
「11000000.10101000.00000000.00000001」となります。

補足：10進数を2進数に変換する方法

10進数を2進数に変換する方法

10進数を2進数に変換するには、以下の手順を行う。

変換したい10進数を2で割る
商を2で割っていく（割り切れなくなるまで）
余りを下から順に並べる

ex. 10進数の「13」を2進数に変換する場合は、以下のようになります。

13を2で割ると、商6余り1となります。
6を2で割ると、商3余り0となります。
3を2で割ると、商1余り1となります。
1を2で割ると、商0余り1となります。
余りを下から順に並べると、2進数の「1101」となります。

したがって、10進数の「13」は、2進数では「1101」と表現されます。

視点を変えて、最初の10進数の表示を考えよう。
32進数の時、１オクテットは8ビットずつのため、組ごとに持てる数字は「2の8乗」、つまり256個。
IPアドレスの番号は0から始まるので、0～255までが各組の数字になる。
ex. 最初の組「192」の場合、0から255までの数字から選ぶことができます。
0.0.0.0 ~ 255.255.255.255