IPアドレスが無いとインターネットに接続できない！

コンピューターネットワーク上の住所といえる「IPアドレス」。
このIPアドレスがないと通常、インターネットに接続できません。
本記事は、普段当たり前のようにインターネットを使用している方なら耳にするIPアドレスについて説明します。

IPアドレスとは

世界中にはたくさんのコンピューターネットワークが張り巡らされており、私たちはパソコンやスマートフォンなどのネットワーク接続機器を使って、このコンピューターネットワークに接続することで、インターネットを利用し、さまざまなWebサイトを見ることができます。

IPアドレスとは、こうしたコンピューターネットワークに接続するためのネットワーク接続機器1つ1つ割り振られた識別番号の数字列のことを言います。インターネット上の個々のデバイスがお互いを識別し、インターネットプロトコルの「TCP/IP」で通信するためのユニークな番号となるので、同じIPアドレスは存在しません。
例えて言うと、IPアドレスとは、コンピューターネットワーク上の住所みたいなものです。

さて、同じIPアドレスは存在しないと上述しましたが、稀にIPアドレスが重複する事があります。
IPアドレスは、通常、自動で空きのあるIPアドレスが割り当てられる仕組みとなりますが、
手動でIPアドレスを設定した場合などに、IPアドレスの重複が起こる場合があります。
仮に、IPアドレスの重複が起こるとどうなるかというと、「接続自体が出来ない」などの障害へと繋がります。
もし、手動でIPアドレスを設定した事が原因でIPアドレスの重複が起こってしまったら、設定の初期化や、IPアドレスなど必要な情報を自動的に発行するサーバーであるDHCP機能を使用することで問題が解消されます。

IPアドレスの表記方法

IPアドレスは｢IPv4(32bit)｣と｢IPv6(128bit)｣の2種類があります。
｢IPv4(32bit)｣と｢IPv6(128bit)｣については記事後半でご説明していますが、
主流の「IPv4」の表記は、「32bitの2進法」を設定するルールのもと、
2進数を｢.(ドット)｣で4つに区切り、0～255までの値が設定された「10進数」に変換されている表記となります。

おぼろげに4つに分かれた数字を目にした記憶があるかもしれませんが、数字列を覚えるには難しいものがありますね。
そのため、サーバーやネットワークには名前(ホスト名やドメイン名)がつけられていることが多く、｢DNS (Domain Name System)｣というシステムによってIPアドレスとの相互変換が行われるので、普段私たちがインターネットを利用するときにIPアドレスそのものを目にしたり、意識するような場面はほとんどありません。

また、IPアドレスをもう少し詳しく言うと、IPアドレスの数字の構成は「ネットワーク部」と「ホスト部」で構成されています。
「ネットワーク部」は、IPアドレスの所属するネットワークを識別する部分で、
「ホスト部」は、ネットワーク内のコンピューターを識別するための部分です。

IPアドレスの利用シーン

日常生活では、スマートホーム機器の遠隔操作、オンラインゲームでのプレイヤー接続、ビデオ通話の際の端末接続などにIPアドレスが割り当てられます。

ビジネスシーンや企業においてはIPアドレスの応用は多岐に渡ります。
セキュリティ強化のためのアクセス制御、リモートワーク時のVPN接続、ウェブサイトのホスティング、内部ネットワークの構築と管理、および顧客データの分析とパーソナライゼーションに至るまで、IPアドレスは重要な役割を果たします。
特に、固定IPアドレスを使用することで、外部からの安全なアクセスポイントを提供し、社内外での通信の信頼性と効率を高めることができます。また、IPアドレスを活用して、顧客の地理的位置情報に基づくターゲティングや、サービスのカスタマイズが可能になります。これらの応用により、企業は効率的な運営と顧客満足度の向上を図ることができます。

IPアドレスに縛られない新しい通信識別技術

冒頭に、「IPアドレスが無いと「通常」インターネットに接続できません。」と言及しましたが、
2021年2月22日の経済産業省のサイトに「IPアドレスに縛られない新しい通信識別技術と既存のインターネットが共存するための国際規格が発行されました」というプレスリリースを確認しました。
要約すると、将来的に通信環境がひっ迫する事が予想される「IPアドレス」を指定するのではなく、データ／コンテンツに付された「名前」を指定するICN技術により、データ通信の効率化が期待されるといった内容です。
2023年時点では、まだ普及されていないようですが、近い将来、IPアドレスを使わない通信が実現するのではないでしょうか。

2種類のIPアドレス

IPアドレスには、｢グローバルIPアドレス｣｢プライベートIPアドレス｣の2種類があります。
それぞれの特長をご紹介します。

グローバルIPアドレス

グローバルIPアドレスは、全世界共通の重複することのない番号で、インターネットなどの公共回線に接続する時に必要なIPアドレスです。ユニークなアドレスとなり、どのデバイスからもアクセスできる公開アドレスとなります。

逆を言えば、グローバルIPアドレスがなければインターネットを使えないと言うことです。

このグローバルIPアドレスは、各国のNIC (Network Information Center、IPアドレスやドメイン名などを割り当てる民間の非営利機関)によって各組織に割り当てられ、基本的にはプロバイダと契約して使用を開始した時点で各個人に割り当てられます。

プライベートIPアドレス

プライベートIPアドレスは、ローカルIPアドレスともいい、自宅や会社内のネットワーク接続機器に割り当てられたIPアドレスです。

自宅や会社内のネットワークに使われるIPアドレスで、1つのルーターにパソコンや機器が複数つながってる場合、このプライベートIPアドレスがあることで、それぞれの機器間での通信ができます。グローバルIPアドレスとは違い、外部からは直接アクセスできない非公開のアドレスという点が特長です。

このプライベートIPアドレスですが、これだけではインターネットに接続するとこができません。

インターネットに接続するには、グローバルIPアドレスが割り当てられてる機器（ルーターなど）に中継してもらわなければいけません。

動的IPアドレスと固定IPアドレス

IPアドレスはネットワークの範囲により「グローバルIPアドレス」｢プライベートIPアドレス｣の2種類に分類できますが、
更にそのIPアドレスが「動的IPアドレス」か、または「固定IPアドレス」かにより分類できます。

動的IPアドレス

動的IPアドレスとは、その名の通り接続する度に割り当てられるIPアドレスが変化します。
グローバルIPアドレスの場合は、
ユーザーが接続する度に、インターネットサービスプロバイダ（ISP）が保持するIPアドレスの中で空いているIPアドレスを割り当てる方式の為、IPアドレスが毎回変化します。
プライベートIPアドレスの場合は、
ルーターやサーバー機器によりIPアドレスが割り当てられます。

動的IPアドレスはコスト効率が良く、一般的なユーザーにとっては十分な機能が提供されるのでIPアドレスが変化しても問題は感じないでしょう。また、Whois情報でIPアドレスを検索された場合には、プロバイダーの情報までしか表示されません。

固定IPアドレス

一方、固定IPアドレスとは、特定のデバイスに恒久的に割り当てられるIPアドレスで、外部からのアクセスや特定のネットワークサービスの提供に適しています。何度接続してもIPアドレスが変化しないところが動的IPアドレスとの違いとなります。

グローバルIPアドレスで固定IPアドレスを使用する一般的な方法は、
インターネットサービスプロバイダ（ISP）のオプション料金を支払い利用する方法や、
固定IPアドレス対応のSIMを契約するといった方法があります。

プライベートIPアドレスで固定IPアドレスを使用する一般的な方法は、
パソコンなど各機器に手動でIPアドレスを設定していく方法があります。

IPv4とIPv6

IP(インターネットプロトコル)には、｢IPv4(32bit)｣と｢IPv6(128bit)｣の2種類があり、使用するプロトコルの違いで、IPv4とIPv6のIPアドレスに分かれます。

なぜ、IPが2種類あるかと言うと、もともとIPv4のIPアドレスが広く普及していましたが、IPv4アドレスは約43億通りの組み合わせしかありません。

そのため、割り振り可能であるIPv4アドレスの在庫がなくなり、IPアドレスが枯渇する問題が出てきました。

そこで登場したのが、次世代のプロトコルであるIPv6です。

IPv4アドレスが約43億通りだったのに対し、次世代のプロトコルであるIPv6アドレスは無限に近い割り振りが可能となったため、IPアドレスが枯渇するという心配はなくなりました。

IPアドレスのクラスとは？

IPアドレスは、ネットワークを構成するパソコンの台数により「クラスA」「クラスB」「クラスC」の３つのクラスに分けられます。

大規模なネットワークなら「クラスA」、中規模なネットワークは「クラスB」、小規模ネットワークは「クラスC」と、それぞれ規模により適するネットワークが異なります。

IPアドレスの調べ方

さて、ここまでIPアドレスについての基礎知識を説明してきましたが、とても複雑な印象があります。
更に知識を深めるのは今後も継続して実施していきたいところですが、
そろそろ、自分のIPアドレスが気になってきた方いらっしゃいませんか？
「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」は、それぞれ確認方法が異なります。
以下に自分のIPアドレスを確認する方法をご紹介します。

グローバルIPアドレスの確認方法

接続する度に振り分けられるIPが変化するグローバルIPの簡単な調べ方は、IPを確認するサイト（例：cman.jpのIPアドレス確認）を利用すると即座に確認する事ができます。

プライベートIPアドレスの確認方法

パソコンなどに設定されているプライベートIPアドレス（ローカルIPアドレス）ですが、
Windowsの場合の確認方法として「コマンドプロンプト」を起動し確認するといった方法があります。
検索バーに「cmd」と入力すると表示される「コマンドプロンプト」をクリックし起動させます。
黒い画面が立ち上がったら、以下を入力し「enter」を押してください。

結果が表示された画面下方に「IPv4 アドレス」と記載がありますが、その部分の数字がプライベートIPアドレスとなります。

まとめ

IPアドレスはコンピュータネットワークに接続するための、認識番号でネットワーク上の住所です。

全世界共通の重複することのないグローバルIPアドレスと、自宅や会社内で使えるプライベートIPアドレスがあり、IPアドレスが無いとインターネットに接続できません。

以前は、IPv4アドレスが使われていましたが、IPアドレスの枯渇問題が出てきたため、新たにIPv6アドレス使われるようになり