IPアドレスって結局何なの？っていう話 Part.1

☆IPアドレスシリーズ Part.1

なんでこの記事を書こうと思ったか

エンジニアをやってると「IPアドレス知ってるよね？」みたいな前提で話が進むことってよくありませんか？
でも実際、なんとなくは分かってるけど、人に説明しろって言われると「うーん...」ってなる人も多いんじゃないでしょうか。
というわけで、IPアドレスについて基礎から整理してみようと思います。シリーズ化して、だんだん深い話もしていく予定です！

IPアドレスを一言で説明すると

「インターネット上の住所」
これに尽きます。
家に郵便を送るときに住所が必要なように、インターネットでデータを送るときにも「どこに送ればいいか」を示す住所が必要なんです。それがIPアドレス。

リアル世界: 東京都渋谷区○○1-2-3
ネット世界: 192.168.1.1

意外とシンプルですよね。

※ここで勘違いしちゃいがちですが、IPアドレスのみで実際の住所を知ることはできません！

IPv4の基本的な話

今使われてるIPアドレスの大部分は「IPv4」になっています。

見た目の特徴

192.168.1.1

こんな感じで、数字4つをドットでつないだ形になってます。

• 各数字は0〜255の範囲 (0.0.0.0 ~ 255.255.255.255)
• 合計32ビットで構成 (11111111.11111111.11111111.11111111)
• 左から第1、第2、第3、第4オクテットって呼ぶ

なぜ255までなのか？

コンピュータは2進数で処理しています。

255 = 11111111 (2進数の8ビット)

となりますが、簡単にわかりやすく説明しますと以下のようになります。

255の場合...
 1    1    1    1    1   1   1   1
128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255

8ビット x 4つ = 32ビットで、これがIPv4の正体です。
人間が読みやすいように10進数で表示してくれてるだけで、内部的には全部0と1の世界です。

例えばこれが191であれば

191 = 10111111

 1    0    1    1    1   1   1   1
128 + 0  + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 191

このように一個一個計算できる用になっていて、Part.2以降で説明できればと思っています。

グローバルIPとプライベートIPの違い

ここが大事なポイントなので、「グローバルIP」「プライベートIP」とはなんぞやってところを、紹介していきます。

グローバルIPとは

• 世界で唯一のアドレス
• インターネット上で使われる
• ISP（Internet Service Provider）から割り振られる
• 基本的に外から見えてしまう

プライベートIPとは

• 家の中だけで使えるアドレス
• 外のインターネットからは見えない
• 自由に設定できる（決まった範囲内で）

よく見るプライベートIPの範囲:
・10.x.x.x
・172.16.x.x 〜 172.31.x.x
・192.168.x.x ← 家庭用ルーターでよく使われているアドレス

実際の構成例

各家庭のネットワークはだいたいこんな感じになってます。

インターネット
    ↓
[ルーター] グローバルIP: 203.0.113.1
    ↓
家庭内ネットワーク
├─ PC: 192.168.1.100
├─ スマホ: 192.168.1.101  
├─ PS5: 192.168.1.102
└─ 冷蔵庫: 192.168.1.103 ← IoT時代だから冷蔵庫やエアコンにもIPアドレス

外から見ると家全体が「203.0.113.1」として見えるけど、家の中では各デバイスがそれぞれ違うプライベートIPを持ってるわけです。

自分のIPアドレスを確認してみよう

プライベートIPを見る場合

#Windows
ipconfig

#Mac/Linux
ifconfig

グローバルIPを見る場合

ブラウザで以下のサイトにアクセスするだけです。（グローバルIPを確認できるサイトへアクセスします）

• https://www.whatismyipaddress.com/
  「あ、今こんなIPアドレスでインターネットに出てるんだ」が伝わるかと思います。

まとめ

IPアドレスの基本はこの様になっています。

• インターネット上の住所みたいなもの
• IPv4は「数字.数字.数字.数字」の形
• グローバルIPとプライベートIPがある
• 普段意識しないけど、すべての通信で使われてる

次回は「サブネットマスク」について書く予定です。「255.255.255.0って何？」「/24って何？」みたいな疑問に答えていきます。

今後の予定

このシリーズで扱う予定のトピック

1. IPアドレスの基本（今回）
2. サブネットマスクとCIDR記法
3. ネットワークの設計と分割
4. ルーティングの基本
5. VLANとかその辺の話

技術的に正確さも保ちつつ、できるだけ分かりやすく書いていこうと思います。
何か質問があったらコメントください！