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IPアドレスとポート番号について

IPアドレス

インターネットに接続されたコンピュータを特定するための識別番号のことです!
ネットワークでいうところの住所や電話番号のようなものです。
データをやり取りする際に、ネットワーク上で通信相手を間違わないようにするために使用されます。
現状普及しているIPアドレスのIPv4というバージョンは、32ビットの2進数で表します。
しかしそのままではわかりづらいため、8ビット毎にドットで区切りで表現しています。
以下がIPv4の例です。
image.png
(wikipediaより引用)

●グローバルIPアドレス

インターネットに接続する機器に割り当てられるIPアドレスで、世界中で1つしかありません。
電話機で例えると、外線のようなものです。

そしてグローバルIPアドレスには動的IPアドレス静的IPアドレスの2種類があります。

①動的IPアドレス
言葉の通り、IPアドレスが固定でなく変動するタイプです。
どのような場合かというと、家庭などでインターネットサービスプロバイダー(ISP)に接続する場合がわかりやすい例です。
ISPを使用してインターネットに接続する場合、ISPよりIPアドレスが付与されます。
インターネットへの接続を切ったら、その時付与されたIPアドレスは無効になります。
そしてまたインターネットに接続した際には、ISPから別のIPアドレスが割り当てられる仕組みです。

②静的IPアドレス
こちらも言葉のままですが、IPアドレスが変わらない、つまり固定されたものです。
接続の度にIPアドレスが変わって欲しくない時にこちらを使用します。
例えばWEBサイトの公開サーバやメールサーバ等。
WEBサイトをご自身で作成して公開したことのある方であれば、すぐにご理解頂けるかと思いますが、
公開するにあたってWEBサイトのサーバのIPアドレスとドメインを紐付ける為に、DNSサーバで関連付ける必要があります。
しかしIPアドレスがもし動的だと、登録したIPアドレスと紐づかずにWEBサイトが表示されない、といったことが起こり得ます。

●プライベートIPアドレス

企業や家庭内といったプライベートなネットワークでのみ使用できるIPアドレス。
インターネットに接続しないタイプのIPアドレスです。
電話機で例えると、内線のようなものです。

なぜグローバルIPアドレスと区別されているのでしょうか?
そもそもIPアドレスは、パソコンの住所のようなものです。
IPアドレスは32ビットの数字の組み合わせで、おおよそ43億個のIPアドレスを割り当てることができます。
その為、本来は重複するIPアドレスは存在してはならず、世界に1つだけの番号がそれぞれ与えられていました。
しかしインターネットの普及により43億個では足りなくなってしまいました。
その為、企業や家庭内で使用するネットワークに関しては、共通したIPアドレス(プライベートIPアドレス)を使用することになったのです。

ポート番号

IPアドレスによって、個々のコンピュータへの住所を特定することは出来ます。
しかしコンピュータが提供するサービスまでは特定できません。
このサービスを特定するためのものがポート番号です!
IPアドレスが住所ならポート番号は部屋番号で例えられることが多いです。

ポート番号は16ビットの整数であり、 0番~65535番まであります。
例えばサーバ側でWebサービスは80番のポートで接続を待っており、メール転送サービスは25番のポートで接続を待っています。 クライアントがWebサイトを閲覧したければ、Webサービスを提供しているサーバの80番ポートへ接続する、といった流れになります。

さいごに

プログラミングを学習したばっかりの頃、IPアドレスやポート番号の意味がわからなすぎて混乱しましたが今ではどんなものかくらいは説明できるようになりました:sweat:
より理解を深める為には、プロトコルやTCP/IP等の意味も理解しておく方が良いと思います。

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