はじめに
ネットワーク通信において、IPアドレスとMACアドレスはどちらも重要な役割を果たします。
しかし、それぞれの目的や役割は異なり、両方が必要不可欠です。
本記事では、それらの違いと、なぜ2種類のアドレスが必要なのかを解説します。
IPアドレスとは？
IPアドレスの役割
IPアドレス（Internet Protocol Address）は、インターネットやローカルネットワーク内でデバイスを識別するためのアドレスです。
主な役割は以下の通りです：
- ネットワーク上のデバイスを識別する
- データを送信先のデバイスまで正しく届ける
- ネットワークの階層的な管理を可能にする
IPアドレスの特徴
- 変更可能：ネットワーク環境が変わるとIPアドレスも変わることがある（例：Wi-Fiを切り替えると変わる）。
- 論理アドレス：ネットワーク管理者が割り当てるアドレスであり、ネットワークの構造によって変化する。
- 階層構造を持つ：IPv4の場合、「192.168.1.1」のようにネットワーク部分とホスト部分に分かれる。
MACアドレスとは？
MACアドレスの役割
MACアドレス（Media Access Control Address）は、ネットワーク機器（LANカードやWi-Fiモジュールなど）に割り当てられた固有の識別子です。
主な役割は以下の通りです：
- 同じネットワーク内でデバイスを特定する
- データリンク層（OSI参照モデルの第層）で通信する
- 一意性を保証する（各デバイスに異なるアドレスが割り当てられる）
MACアドレスの特徴
- 基本的に変更不可：デバイスのハードウェアに組み込まれている（例外として一部のOSでは変更可能）。
- 物理アドレス：製造時に一意に割り当てられる。
- 階層構造を持たない：フラットなアドレス体系であり、ネットワークの構造には依存しない。
IPアドレスとMACアドレスの違い
| 項目 | IPアドレス | MACアドレス |
|---|---|---|
| 役割 | ネットワーク全体での識別 | 同じネットワーク内での識別 |
| 管理者 | ネットワーク管理者やDHCPサーバー | 製造メーカー（デバイスごとに割り当て） |
| 変更の可否 | 変更可能（動的に割り当てられることもある） | 基本的に変更不可（ただし変更可能な場合もある） |
| 階層構造 | あり（ネットワーク部分とホスト部分） | なし（フラットな識別子） |
| 適用範囲 | インターネット全体、ルーティングに関与 | 同じLAN内、スイッチングに関与 |
なぜ2種類のアドレスが必要なのか？
IPアドレスだけでは不十分な理由
IPアドレスだけでは、ネットワーク内のデバイスを直接特定できません。例えば、ルーターがネットワーク内のどの機器にデータを送るべきかを決定する際、MACアドレスが必要になります。
MACアドレスだけでは不十分な理由
MACアドレスは、ネットワーク機器ごとに固定されているため、異なるネットワーク間で通信する場合には使えません。インターネットのような大規模なネットワークでは、IPアドレスによる経路制御が必要です。
役割分担の仕組み
- IPアドレスは「郵便番号＋住所」：ネットワーク全体でどこに送るかを決める
- MACアドレスは「家の玄関の表札」：同じネットワーク内でどのデバイスかを特定する
例えば、あなたが友人に手紙を送る場合を考えましょう。
- IPアドレス（郵便番号＋住所）：町のどの家に送るかを決める（ネットワークのルーティング）
- MACアドレス（家の玄関の表札）：その家のどの人が受け取るべきかを決める（ネットワーク内の通信）
このように、IPアドレスとMACアドレスは互いに補完し合いながら、ネットワーク通信を成立させています。
まとめ
- IPアドレスはネットワーク全体での識別、MACアドレスは同じネットワーク内での識別に使われる。
- IPアドレスは論理的な割り当てが可能であり、ネットワーク間のルーティングに役立つ。
- MACアドレスはデバイスごとに固有であり、同じネットワーク内でのデータのやり取りに使われる。
- 2種類のアドレスを併用することで、インターネットのような大規模なネットワークでもスムーズに通信ができる。
ネットワーク通信を理解する上で、IPアドレスとMACアドレスの違いをしっかり把握することは非常に重要です。
今後、ネットワーク関連の設定やトラブルシューティングを行う際にも役立つ知識となるでしょう。