インターネットの仕組みに関する超詳しい説明 Part.3

さあ、2日連続投稿ですね。ていうか1年くらい居なかった低浮上YouTuberもいるので1ヶ月はまだマシですね。

では今回やるのは主にIPアドレスとなります。一気に戻りましたね。ですが安心してください。
次はパケット通信とセキュリティ対策、ディジタル署名、電子証明書、電子証明書失効の地獄の内容となっていますので一気に難しくなります。
まあ難しい方が面白いですし、ついていけますよね...?
あとこの記事書いている間はずっと深夜テンションなのでそこらへんも気を付けてください

では本題Let's go!!!

インターネットの住所

私たちの世界に個人を特定するような住所が存在するようにインターネットにも住所が存在します。それがIPアドレスという物です。

IPアドレスの基本

ざっくりとIPアドレスと言っても実際にはIPアドレスにはいろいろな種類、規格があります。まずはそこを捉えましょう。

今現在、一般的に普及しているIPアドレスはIPv4という規格の物です。
そして今後普及されるIPアドレスはIPv6という規格の物です。
そして、IPアドレスでも主に一般的に指し示されているグローバルIPアドレスとあまり一般的に指示されないプライベートIPアドレス(ローカルIPアドレス)があります。

では今度はこの二つのIPアドレスの違いについて説明していきましょう。

IPv4

IPv4は皆さんがよく目にするようなIPアドレスです。
例を出すとするとこのようなものでしょうか？
192.168.0.1

このIPv4は32ビットで表される十進数表記のIPアドレスで、一般的なインターネット通信ではこちらが使用されています。

このIPアドレスの表記法は8ビットごとに4分割し、各ビットを十進数表記にしたものの間に「.」を設置したものです。つまり先ほどの
192.168.0.1
を2進数に変換すると
11000000101010000000000000000001
となります。

また、IPアドレスにはクラスという物があり、FEとITパスポートではクラスCまでを覚えればいいです。

そんなIPv4ですが、実は一般普及しすぎてIPアドレスの割り当てが今後枯渇するのではないのかという問題出ています。(ていうか一度事実上の枯渇はしている。)ではどうすればいいのか。そこで出るのがIPv6です。

IPv6

そろそろ筆者がプロセカをしたくなってきたようですね。おそらく雑になると思いますが、温かい目で見ていただきたいなと思います。

IPアドレスが枯渇するのではないかと言われ始めたころに出た規格、それがIPv6です。このIPv6というのは1999年07月から割り当てが始まった規格です。(すっごい前！)
ですがIPv6対応のルータが一般的に出始めたのはここ最近(たしか2017年あたりだった)ですね。

ではIPv6のアドレスはどのようなものなのかを説明します。
まず、このIPv6では以下のようにあらわされます。
2001:0db8:0000:0000:0012:0000:0000:0001
長いですね...
安心してください。省略したものが存在します。それが以下のようなものです。
2001:db8:0:0:12:0:0:1
2001:db8:0:0:12::1
このIPv6というのは先ほど紹介したIPv4の32ビットであり、割り当て可能量が約43億で指数表記をすると4.3×109になるのですが、IPv6では128ビットでこれがどのくらい割り当て可能になるかと言うと、驚愕の約340澗です！！！！って言われても澗なんていう数字見たことない人多いだろうので簡単に言うと340兆の1兆倍の1兆倍ですｗ
意味が分かりませんねｗ
そして、::の間は16ビット分の16進数の数字が入ります。記述法はIPv4と同じですが、「.」が「:」に変わっています。省略法は0001なら1にするみたいな感じのと:0:0:0:0:...と続いていた場合は一つだけ::に省略できるというものです。

はいまだまだありますよ。もう地獄でいやですね。

グローバルIPアドレス

ここら辺から風呂上りなので適当になっていきますが、誤ったことは言っていないつもりなのでご安心ください。

グローバルIPアドレスとは、インターネット内の住所の事です。サーバーに参加したりWebサイトを見るにはこのグローバルIPアドレスを宛先として、接続要求をします。アドレス値を自由に割り当てることはできません。

プライベートIPアドレス

LAN内の住所です。プライベートIPアドレスはグローバルIPアドレスとは違い、自由に割り当てることができ通常はDHCPサーバによって自動的に割り当てられます。

NATとMACアドレス

MACアドレスとはクライアント別の識別データの事です。
NATとは、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを相互変換する技術です。

サブネットマスク

超簡単なやつです。はい。ちゃちゃっと終わらせましょう。

サブネットマスクとは、ネットワーク部とホスト部を分ける際のサブネットを作る役割があります。もしサブネットマスクの値が255.255.255.0だった場合、24ビットがネットワーク部、8ビットがホスト部とすることができます。一般的には255.255.255.0が使用されます。

プレフィックス長

サブネットマスクと同様に、ネットワーク部とホスト部を分けるものです。IPアドレスの最後に「/ビット数」と表記します。

ポート

IPアドレスを語るには欠かせないといっても過言ではないポートです。
ポートとは簡単に言うとLANネットワークのドアです。そして、通常はポートは鍵がかかっているのですが、インターネットと通信するには鍵を外さないといけません。その外す行為の事をポート開放というのです。また、ポートごとに通信対象のアプリケーションを分けれます。
表記法はIPv4の場合はxxx.xxx.xxx.xxx:yyyyyです。
IPv6の場合は[xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx]:yyyyyとなります。

最後に

ようやく終わりましたね。筆者も力尽きております。
おそらくこの記事はZarcで一番長い記事と思われます。なんせ、この記事4000文字以上ありますからね...
そしてまだこんなの序の口の序の口というね...
これから非武装地帯(DMZ)やファイアウォールなどなどをやっていくので脳死で楽しみにしておいてください。
そして、これらをまとめると考えるとおぞましいですね...
ﾔﾘﾀｸﾈｪ...
まあそんなこんなで、これからも記事を書いていきたいと思います。
では、また今度～