IPアドレスとポート番号について

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IPアドレスとは

IPアドレスは、ネットワーク上でコンピューターやスマートフォン、プリンターなどのデバイスを識別するための「住所」のようなものです。ネットワーク上でデータが正しい場所に届くように、各デバイスにユニーク (唯一) のIPアドレスが割り当てられます。

IPアドレスには2種類あります。

1. IPv4 (Internet Protocol version 4)
   • 数字とドットで表され、例えば「192.168.1.1」のような形式です。
   • IPv4は、最も広く使われているIPアドレスの形式です。
   • しかし、インターネットに接続するデバイスが増えてきたため、IPv4のアドレスの数には限りがあります。
2. IPv6 (Internet Protocol version 6)
   • より多くのデバイスを識別できるように、長い文字列とコロンで表されます。例えば、「2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334」のような形式です。
   • IPv6は、IPv4のアドレス不足を解消するために作られた新しい形式です。

つまり、IPアドレスは、ネットワーク内で通信をするためにデバイスを識別する「住所」の役割を果たしており、IPv4とIPv6はその表現方法の違いです。

グローバルIPアドレスとは

グローバルIPアドレスは、インターネット上で「住所」のような役割を果たすもので、世界中のどのデバイスとも通信できるようにするために必要です。

主なポイント

1. インターネットでの識別

   グローバルIPアドレスは、インターネット上で一意の識別子です。これにより、インターネット上のデバイスやサーバーが他のものと区別され、通信ができるようになります。

2. 世界中の通信に使用

   インターネットに接続しているパソコン、スマホ、サーバーなどは、グローバルIPアドレスを使ってお互いにデータを送ったり受け取ったりします。

3. プライベートIPアドレスとの違い

   一方で、プライベートIPアドレスは家庭やオフィス内などのローカルネットワークで使われ、外部のインターネットと直接通信することはできません。インターネットと接続するためには、グローバルIPアドレスを使う必要があります。

4. IPv4とIPv6

   現在、グローバルIPアドレスは主にIPv4と呼ばれる形式で使われていますが、アドレスが足りなくなってきたため、より多くのアドレスを提供するIPv6も使われ始めています。

5. インターネットサービスに必要

   ウェブサイトをホスティングしているサーバーや、オンラインゲーム、メールサーバーなど、インターネット上でサービスを提供するためには、グローバルIPアドレスが必要です。

6. ISPからの割り当て

   インターネットサービスプロバイダー (ISP) は、顧客に対してグローバルIPアドレスを割り当て、これを使ってインターネットと通信します。

例

あなたが自宅のパソコンからインターネットにアクセスするとき、ISPから割り当てられたグローバルIPアドレスを使ってインターネットの他のデバイスと通信しています。

このように、グローバルIPアドレスはインターネット通信の基本となる重要な要素です。

プライベートIPアドレスとは

プライベートIPアドレスは、家庭や会社内などのローカルネットワークで使われる「ネットワーク内だけで通じる住所」のようなものです。このアドレスはインターネットに直接つながらないため、主に内部での通信に使われます。

ポイント

1. インターネットには直接つながらない

   プライベートIPアドレスは、外部のインターネットからは見えません。そのため、外部から直接アクセスされることがなく、セキュリティ上の利点があります。

2. 主な用途

   家庭内のWi-Fiや会社の社内ネットワークで、パソコン、スマホ、プリンターなどが互いに通信する際に使われます。

3. ネットワーク内で使えるアドレスの範囲
   • IPv4の場合:
     • 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
     • 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255
     • 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255
   • IPv6の場合:
     • fc00::/7 などがプライベートアドレスとして使われます。

4. グローバルIPアドレスとの違い
   • グローバルIPアドレスはインターネット上で一意であり、直接通信できます。
     プライベートIPアドレスはローカルネットワーク内でしか使えず、外部と通信するには「NAT (ネットワークアドレス変換) 」を使ってグローバルIPアドレスを共有します。

5. 利点
   • アドレスの節約: 同じプライベートIPアドレスを異なる家庭や会社で使えるため、グローバルIPアドレスの枯渇を防ぎます。
   • セキュリティ: 外部から直接アクセスできないので、ローカルネットワーク内のデバイスが守られます。

例

家のWi-Fiルーターで、パソコンに「192.168.1.2」、スマホに「192.168.1.3」のプライベートIPアドレスが割り当てられる。これにより、家の中でファイル共有やプリンターの利用が可能になる。

プライベートIPアドレスは、身近なネットワークを便利で安全に使うために欠かせない仕組みです。

IPv4とIPv6について

IPv4とは？

• 仕組み: IPv4 (アイピーブイフォー) は、インターネットで使われる「住所」のようなもので、ネットワーク上のデバイスを識別します。
• アドレス形式: 32ビットで構成されており、4つの数字を「.(ドット) 」で区切ります。
  • 例: 192.168.0.(各数字は0～255の範囲)
• アドレス数: 約43億個 (2の32乗) ですが、インターネット利用者が増えて足りなくなっています。

IPv6とは？

• 仕組み： IPv6 (アイピーブイシックス) は、IPv4の「住所不足」を解決するために作られた新しい仕組みです。
• アドレス形式： 128ビットで構成され、8つのブロックを「: (コロン) 」で区切ります。
  • 例: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 (各ブロックは16進数)
• アドレス数： IPv4の約34京倍 (2の128乗) もの膨大な数が使えます。これにより「住所不足」の心配はほぼありません。

IPv4とIPv6の違い

なぜIPアドレスが重要？

IPアドレスは、ネットワーク上のデバイス (スマホ、PC、サーバーなど) を一意に識別するために使います。これにより、どのデバイスにデータを送るかが正確に分かり、インターネット通信がスムーズに行えます。

例えば、

• IPv4: 現在も多くのネットワークで使われていますが、枯渇が進行中。
• IPv6: 大量のアドレスが必要な時代に対応し、今後の主流となる技術です。

簡単な例え

• IPv4: 昔の電話番号（地域ごとに限られた番号の枠がある）。
• IPv6: 無制限に番号を割り振れる未来の電話番号システム。

ポート番号とは

ポート番号は、ネットワーク通信でデータをどのアプリやサービスに送るかを指定するための番号です。IPアドレスが「建物の住所」なら、ポート番号は「部屋番号」のようなものです。

例えば、

• IPアドレス: データを届けるコンピュータやサーバーの場所を特定。
• ポート番号: その中のどのアプリやサービスにデータを届けるかを指定。

ポート番号の範囲

ポート番号は0から65535まであり、大きく3つのカテゴリに分かれます。

1. Well-Known Ports (0～1023)
   よく使われるサービスに決まったポート番号が割り当てられています。
   • HTTP (Webページ表示): ポート番号 80
   • HTTPS (安全なWeb通信): ポート番号 443
   • FTP (ファイル転送): ポート番号 21

2. Registered Ports (1024～49151)
   特定のアプリやサービスが使うために登録されたポートです。

   一般的な用途に使われますが、Well-Known Portsほど有名ではありません。

3. Dynamic Ports / Private Ports (49152～65535)
   一時的にクライアント (利用者側) が使うためのポート。

   例えば、PCがWebサーバーと通信する際、これらのポートを動的に割り当てて利用します。

ポート番号の例

• ポート 80: 通常のWebページ閲覧 (HTTP)
• ポート 443: 暗号化された安全なWebページ閲覧 (HTTPS)
• ポート 25: メールの送信 (SMTP)
• ポート 22: サーバー管理に使うリモート接続 (SSH)

ポート番号の仕組み

ネットワーク通信では、ポート番号とIPアドレスがセットで使われます。
例:

• 192.168.0.1:80 → IPアドレス 192.168.0.1 の ポート番号 80 (HTTP通信)
• 192.168.0.1:443 → IPアドレス 192.168.0.1 の ポート番号 443 (HTTPS通信)

簡単な例え

• IPアドレス: 家の住所 (コンピュータを識別)
• ポート番号: 住所内の部屋番号 (どのアプリやサービスに届けるか)

例えば、「IPアドレスが自宅、ポート番号が郵便物を届ける部屋」と考えると、役割がイメージしやすいです！