ネットワークに接続されているすべてのデバイス-コンピューター、タブレット、カメラなど、他のデバイスがアクセス方法を知るために一意の識別子が必要です。 TCP / IPネットワーキングの世界では、その識別子はインターネットプロトコル（IP）アドレスです。
ある程度の量のコンピューターを使用したことがある場合時間が経つにつれて、IPアドレス（192.168.0.15のような数字のシーケンス）にさらされる可能性があります。ほとんどの場合、デバイスやネットワークがバックグラウンドでそれらの処理を行うため、直接それらに対処する必要はありません。それらに対処しなければならないときは、多くの場合、どの数字をどこに置くかについての指示に従うだけです。ただし、これらの数値の意味をもう少し詳しく知りたい場合は、この記事が役立ちます。
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なぜ気にする必要がありますか？ ネットワークが正常に機能しない理由、または特定のデバイスが期待どおりに接続されない理由のトラブルシューティングを行う場合は、IPアドレスの仕組みを理解することが重要です。また、インターネットからの友人が接続できるゲームサーバーやメディアサーバーのホストなど、もう少し高度なものをセットアップする必要がある場合は、IPアドレスについて何かを知る必要があります。さらに、それは魅力的です。
注意： この記事では、IPアドレスの基本について説明します。IPアドレスを使用しているが、IPアドレスについてあまり考えたことのない人が知りたいと思う種類のものです。 IPクラス、クラスレスルーティング、カスタムサブネット化など、より高度な、または専門的なレベルのものについては取り上げません。
IPアドレスとは何ですか？
IPアドレスは、ネットワーク上のデバイスを一意に識別します。これらの住所を見たことがあります。 192.168.1.34のように見えます。
IPアドレスは、常にそのような4つの数字のセットです。各数値の範囲は0〜255です。したがって、完全なIPアドレス範囲は0.0.0.0〜255.255.255.255になります。
各番号が最大255までしか到達できない理由各数字は実際には8桁の2進数（オクテットとも呼ばれる）であるということです。オクテットでは、数値0は00000000であり、数値255は11111111であり、オクテットが到達できる最大数です。前述のバイナリのIPアドレス（192.168.1.34）は、11000000.10101000.00000001.00100010のようになります。
コンピューターはバイナリ形式で動作しますが、人間は10進形式で作業する方がはるかに簡単だと感じています。それでも、アドレスが実際には2進数であることを知ることは、IPアドレスを取り巻くいくつかの物事がそのように機能する理由を理解するのに役立ちます。
でも心配しないで！この記事では多くのバイナリや数学を投げかけるつもりはありませんので、もう少しお待ちください。
IPアドレスの2つの部分
デバイスのIPアドレスは、実際には次の2つの部分で構成されています。
- ネットワークID： ネットワークIDはIPアドレスの一部ですデバイスが配置されている特定のネットワークを識別する左から始まります。デバイスのIPアドレスが192.168.1.34である一般的なホームネットワークでは、アドレスの192.168.1の部分がネットワークIDになります。不足している最終部分をゼロで埋めるのが習慣なので、デバイスのネットワークIDは192.168.1.0と言うことができます。
- ホストID： ホストIDはIPアドレスの一部ではなくネットワークIDによって取り上げられます。そのネットワーク上の特定のデバイス（TCP / IPの世界では、デバイスを「ホスト」と呼びます）を識別します。 IPアドレス192.168.1.34の例を続けると、ホストIDは34（192.168.1.0ネットワーク上のホストの一意のID）になります。
あなたのホームネットワーク上で、あなたはいくつかを見るかもしれません192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1 30、192.168.1.34などのIPアドレスを持つデバイス。これらはすべて、同じネットワーク（ネットワークID 192.168.1.0）上の一意のデバイス（この場合はホストID 1、2、30、および34）です。
このすべてをもう少し良く想像するために、アナロジーに。これは、都市内の番地がどのように機能するかによく似ています。 2013 Paradise Streetのような住所を取得します。通りの名前はネットワークIDのようなもので、家番号はホストIDのようなものです。同じネットワーク上の2つのネットワークIDに同じ名前が付けられないように、都市内では2つの通りに同じ名前が付けられることはありません。特定のストリートでは、特定のネットワークID内のすべてのホストiDが一意であるように、すべての家番号は一意です。
サブネットマスク
だから、あなたのデバイスはどの部分をどのように決定しますかIPアドレスはネットワークIDであり、ホストIDのどの部分ですか？そのために、IPアドレスに関連付けて常に表示される2番目の番号を使用します。その番号は、サブネットマスクと呼ばれます。
ほとんどの単純なネットワーク（家庭のネットワークなど）または小規模ビジネス）、255.255.255.0のようなサブネットマスクが表示されます。4つの数字はすべて255または0です。255から0への変更の位置は、ネットワークとホストIDの区分を示します。 255は、式からネットワークIDを「マスク」します。
注意： ここで説明する基本的なサブネットマスクは、デフォルトサブネットマスクと呼ばれます。大規模なネットワークでは、これよりも事態が複雑になります。多くの場合、カスタムサブネットマスク（0と1の区切りの位置がオクテット内でシフトする）を使用して、同じネットワーク上に複数のサブネットを作成します。これはこの記事の範囲を少し超えていますが、興味があれば、シスコはサブネット化に関するかなり良いガイドを持っています。
デフォルトゲートウェイアドレス
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IPアドレス自体とサブネットマスクが関連付けられている場合は、デフォルトのゲートウェイアドレスとIPアドレス情報も表示されます。使用しているプラットフォームに応じて、このアドレスは異なるものと呼ばれる場合があります。 「ルーター」、「ルーターアドレス」、「デフォルトルート」、または単に「ゲートウェイ」と呼ばれることもあります。これらはすべて同じものです。これは、デバイスが存在するネットワークとは異なるネットワーク（ネットワークIDが異なるネットワーク）にデータが送信される場合に、デバイスがネットワークデータを送信するデフォルトのIPアドレスです。
これの最も単純な例は、典型的なホームネットワークにあります。
複数のデバイスがあるホームネットワークがある場合、モデムを介してインターネットに接続されているルーターを持っている可能性があります。そのルーターは別のデバイスであるか、インターネットプロバイダーが提供するモデム/ルーターコンボユニットの一部である可能性があります。ルーターは、ネットワーク上のコンピューターとデバイス、およびインターネット上のより一般向けのデバイスの間に位置し、トラフィックをやり取り（またはルーティング）します。
ブラウザを起動してwwwにアクセスするとします。howtogeek.com。コンピューターは、サイトのIPアドレスにリクエストを送信します。サーバーはホームネットワークではなくインターネット上にあるため、そのトラフィックはPCからルーター（ゲートウェイ）に送信され、ルーターはリクエストをサーバーに転送します。サーバーは適切な情報をルーターに送り返し、ルーターはそれを要求したデバイスに情報をルーティングします。ブラウザーにサイトがポップアップ表示されます。
通常、ルーターはデフォルトで次のように構成されます。最初のホストIDとしてプライベートIPアドレス（ローカルネットワーク上のアドレス）を持ちます。したがって、たとえば、ネットワークIDに192.168.1.0を使用するホームネットワークでは、ルーターは通常192.168.1.1になります。もちろん、ほとんどのものと同様に、必要に応じてそれを異なるものに構成できます。
DNSサーバー
最後に表示される情報が1つありますデバイスのIPアドレス、サブネットマスク、およびデフォルトゲートウェイアドレスと一緒に割り当てられます。1つまたは2つのデフォルトのドメインネームシステム（DNS）サーバーのアドレス。私たち人間は、数値アドレスよりも名前のほうがはるかにうまく機能します。 www.howtogeek.comをブラウザのアドレスバーに入力する方が、サイトのIPアドレスを覚えて入力するよりもはるかに簡単です。
DNSは電話帳のように機能し、見上げるウェブサイト名のような人間が読めるもの、およびそれらをIPアドレスに変換します。 DNSは、インターネット上のリンクされたDNSサーバーのシステムにすべての情報を保存することによりこれを行います。デバイスは、クエリを送信するDNSサーバーのアドレスを知る必要があります。
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典型的な小規模またはホームネットワークでは、DNS多くの場合、サーバーのIPアドレスはデフォルトゲートウェイアドレスと同じです。デバイスはDNSクエリをルーターに送信し、ルーターはルーターが使用するように構成されているDNSサーバーに要求を転送します。デフォルトでは、これらは通常、ISPが提供するDNSサーバーであれば何でもかまいませんが、必要に応じて、異なるDNSサーバーを使用するように変更できます。 GoogleやOpenDNSなどのサードパーティが提供するDNSサーバーを使用すると、成功する場合があります。
IPv4とIPv6の違いは何ですか？
閲覧中に気づいたかもしれませんIPv6アドレスと呼ばれる異なるタイプのIPアドレスを設定します。これまでに説明したIPアドレスの種類は、IPバージョン4（IPv4）で使用されるアドレスです。これは70年代後半に開発されたプロトコルです。これらは、4つのオクテットで説明した32のバイナリビットを使用して、合計42億9000万の一意のアドレスを提供します。それは多くのように聞こえますが、すべての公開アドレスはずっと前に企業に割り当てられていました。それらの多くは未使用ですが、割り当てられており、一般的な使用には使用できません。
90年代半ばに、潜在的なIPアドレスの不足、インターネットエンジニアリングタスクフォース（IETF）がIPv6を設計しました。 IPv6は、IPv4の32ビットアドレスの代わりに128ビットアドレスを使用するため、一意のアドレスの総数は、十億単位で測定されます。
IPv4で使用されるドット付き10進表記とは異なり、IPv6アドレスは、コロンで区切られた8つの数値グループとして表されます。各グループには、16桁の2進数を表す4桁の16進数があります（したがって、それは6進数と呼ばれます）。典型的なIPv6アドレスは次のようになります。
2601:7c1:100:ef69:b5ed:ed57:dbc0:2c1e
問題は、IPv4アドレスが不足していることです。ルーターの背後にあるプライベートIPアドレスの使用の増加により、すべての懸念が大幅に緩和されました。公開されていないプライベートIPアドレスを使用して、独自のプライベートネットワークを作成する人が増えています。
そのため、IPv6は依然として主要なプレーヤーであり、その移行は引き続き行われますが、予測されたほど完全には行われませんでした-少なくともまだ。詳細については、IPv6の歴史とタイムラインをご覧ください。
デバイスはどのようにしてIPアドレスを取得しますか？
IPアドレスの仕組みの基本がわかったところで、そもそもデバイスがIPアドレスを取得する方法について話しましょう。 IP割り当てには、動的と静的の2種類があります。
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動的IPアドレスが自動的に割り当てられますデバイスがネットワークに接続するとき。現在のネットワークの大部分（ホームネットワークを含む）は、これを実現するために動的ホスト構成プロトコル（DHCP）と呼ばれるものを使用しています。 DHCPはルーターに組み込まれています。デバイスがネットワークに接続すると、IPアドレスを要求するブロードキャストメッセージを送信します。 DHCPはこのメッセージをインターセプトし、利用可能なIPアドレスのプールからそのデバイスにIPアドレスを割り当てます。
この目的でルーターが使用する特定のプライベートIPアドレス範囲があります。どちらを使用するかは、ルーターを誰が作成したか、または自分でどのように設定したかによって異なります。これらのプライベートIPの範囲は次のとおりです。
- 10.0.0.0 – 10.255.255.255： Comcast / Xfinityのお客様の場合、ルーターISPから提供されたこの範囲のアドレスを割り当てます。他のISPもルーターでこれらのアドレスを使用しますが、AppleのAirMacルーターでも同様です。
- 192.168.0.0 – 192.168.255.255： ほとんどの商用ルーターは、この範囲のIPアドレスを割り当てるように設定されています。たとえば、ほとんどのLinksysルーターは192.168.1.0ネットワークを使用しますが、D-LinkとNetgearは両方とも198.168.0.0の範囲を使用します
- 172.16.0.0 – 172.16.255.255： この範囲がデフォルトで商用ベンダーによって使用されることはほとんどありません。
- 169.254.0.0 – 169.254.255.255： これは、というプロトコルで使用される特別な範囲です自動プライベートIPアドレス指定。コンピューター（または他のデバイス）がIPアドレスを自動的に取得するように設定されているが、DHCPサーバーが見つからない場合、この範囲のアドレスを自分自身に割り当てます。これらのアドレスのいずれかが表示された場合、IPアドレスを取得するときにデバイスがDHCPサーバーに到達できず、ネットワークの問題またはルーターの問題が発生している可能性があることがわかります。
動的アドレスに関することは、時々変わることがあります。 DHCPサーバーはデバイスにIPアドレスをリースし、それらのリースが有効になると、デバイスはリースを更新する必要があります。デバイスがサーバーが割り当てることができるアドレスのプールから異なるIPアドレスを取得する場合があります。
ほとんどの場合、これは大したことではありません。すべてが「正常に機能します」。ただし、場合によっては、変更しないIPアドレスをデバイスに付与したい場合があります。たとえば、手動でアクセスする必要があるデバイスがあり、名前よりもIPアドレスの方が覚えやすい場合があります。または、IPアドレスを使用してネットワークデバイスにのみ接続できる特定のアプリがある場合があります。
これらの場合、静的IPを割り当てることができますそれらのデバイスへのアドレス。これを行うにはいくつかの方法があります。静的なIPアドレスを使用してデバイスを手動で手動で構成できますが、これは時々厄介な場合があります。もう1つのより洗練された解決策は、DHCPサーバーによる通常の動的割り当て時に特定のデバイスに静的IPアドレスを割り当てるようにルーターを構成することです。そうすれば、IPアドレスが変更されることはありませんが、DHCPプロセスを中断せずに、すべてがスムーズに機能します。
