IPアドレスとDNS

ネットワークにつながる機器には、必ず住所が割り当てられます。それが IP アドレスです。ここでは住所のしくみと、覚えやすい名前を住所に変換する DNS を扱います。この 2 つはネットワーク分野で最も出題が多いところです。

IPアドレスとIPv4・IPv6

IP アドレスは、通信相手を特定するための番号です。現在も広く使われている IPv4 は 32 ビットで表され、192.168.1.10 のように 0 から 255 までの数を 4 つ並べて書きます。

32 ビットで表せる組み合わせは約 43 億通りです。世界の人口とインターネットにつながる機器の数を考えると足りず、実際に新規の割り当て分が尽きました。これが IP アドレスの枯渇問題です。

そこで作られたのが IPv6 で、128 ビットに拡張されています。表せる数は事実上使い切れないほど多く、2001:db8::1 のように 16 進数とコロン記号で表記します。

試験では「32 ビット」「128 ビット」の数値をそのまま入れ替えた選択肢が置かれます。IPv4 が 32、IPv6 が 128 と、数字で覚えてしまうのが確実です。

グローバルアドレスとプライベートアドレス

IP アドレスは 2 種類に分かれます。グローバル IP アドレスはインターネット上で重複しない世界共通の住所で、割り当てを受けて使います。プライベート IP アドレスは、社内や家庭内の LAN の中だけで使う住所で、範囲が決められており、その中なら自由に使えます。別の会社と同じ番号を使っていても問題は起きません。

そのままではプライベートアドレスの機器はインターネットと通信できません。そこで、ルータが出入りの際にプライベートアドレスとグローバルアドレスを変換します。このしくみが NAT です。社内の多くの機器が、少ないグローバルアドレスを共有できるのが NAT の効果で、アドレス枯渇をやわらげる手段としても問われます。

DNSによる名前解決

人間が覚えられるのは www.example.co.jp のような名前ですが、通信に必要なのは IP アドレスです。この名前をアドレスに変換するしくみが DNS で、変換作業を名前解決と呼びます。

流れは次のとおりです。

1. ブラウザが DNS サーバへ「この名前のアドレスを教えてほしい」と問い合わせる
2. DNS サーバが対応する IP アドレスを返す
3. ブラウザはそのアドレスへ接続する

DNS が止まると、サーバ自体は動いていてもページを開けなくなります。障害の事例問題で「サーバは正常なのに名前でアクセスできない」と書かれていたら、DNS を疑うのが定石です。逆向きの変換(アドレスから名前)も DNS の仕事ですが、試験で中心になるのは名前からアドレスへの向きです。

DHCP と混同しないでください。DHCP は住所を配る係、DNS は名前を住所に翻訳する係です。この一文で選択肢の半分は切れます。