感覚で学ぶIT５：IPアドレスといっしょに理解するネットの旅

前回の記事ではネットワークについて見てきた。

ところで、LANから送り出されたデータはどこを目指して旅をしているのだろうか？

今日はこの疑問に答えるべく、「IPアドレス」を、身近な感覚で説明していこう！

（なお、今回の説明では分かりやすさ重視のためMACアドレスの話は割愛して説明している。気になる人は別途QAコーナーを設ける予定なのでそちらを見てほしい）

🏠 LANの中の通信ってどうなってるの？

家の中のスマホやパソコン、プリンタ、テレビなどは、同じ LAN（Local Area Network） に参加している。これは前回まで話してきた通りだ。

各電子機器は「住所」が分かればお互いに通信ができる。郵便のイメージだね。

この住所のことを IPアドレス と呼び、LAN内で使うものを特に プライベートIPアドレス と呼ぶ。

そして、このプライベートIPアドレスは、LANに参加するときに主に ルータ君 が割り当ててくれる。（この仕組みを DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol：動的ホスト構成プロトコル） と呼ぶ）

お互いに住所（プライベートIPアドレス）が分かれば、誰に何をしてほしいか伝えることができるというわけだ。

Яei

小難しい話で読んだだけだと良く分からないと思うから、以下物語形式にしたから見てみてね。

図１👇：LANへの参加とプライベートIPアドレスの割り当て

図２👇：LANに参加した状態

この図で分かる通り、ネットワークがつながっていて、住所が分かっている状態。お互いに通信が可能な状態になるんだ。

あなたの自宅にはネットにつないでいる電子機器は何台あるだろうか？筆者宅では10台あった。

一般家庭だけでもこれだけあるので、企業では何百、何千、何万とその数は増えていく。世界レベルでは…想像もつかないほどだ。

つまり、各機器に世界で一意なIPアドレスを割り当てていたら、いくらあっても足りない問題が起きる。

そこで、LANの外で通信する場合は、ルータ君の住所を代表して使うことになっている。このIPアドレスを グローバルIPアドレス と呼ぶ。

Яei

ルータ君のIPアドレスは世界で一つだけになるように設定されているんだ。ただ、想定以上にインターネットが普及したため、実はルータ君のIPアドレスも足りない問題が出てきて・・・その話はまた別の機会にしようか。

家のLANを飛び出してインターネットにアクセスするには、世界で一つだけの グローバルIPアドレス が必要だ。

プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスの変換は、ルータ君の NAT（Network Address Translation） という機能が担っている。

ここで出てくる ポート番号 は、IPアドレスが家の住所なら、部屋番号のイメージ。

スマホのIPアドレス＝家の住所、スマホ内のアプリ（パズドラ・メール・LINEなど）＝部屋番号（ポート番号）

図１👇：パズドラアプリで通信

君のスマホアプリ「パズドラ」のログイン押下！スマホから送られたデータはルータ君のデフォルトゲートウェイを通ってパズドラサーバへの旅の始まり始まり。

図２👇：NAT変換でプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換！

ルータ君はスマホのプライベートIPアドレス（とポート番号）をグローバルIPアドレスに変換する。この時に、スマホのパズドラからの依頼だと分かるように192.168.1.70:54321をポート番号40001と紐づけて管理しておいてくれる。

図３👇：ルータとパズドラサーバのやり取り

NAT変換されたグローバルIPアドレスを使ってルータ君はパズドラサーバとやり取りを行う。

返ってきた後の処理は逆の流れとなる。

今回の内容を整理するとこうなる。