ネットワークエンジニアが学ぶAWS

ネットワーク構築のインフラSEがAWSについて学んでいく過程を記事にしていきます!

ネットワークの基本!IPアドレスとは?

約 5 分
ネットワークの基本!IPアドレスとは?

今回は、AWSで自分だけのネットワーク(VPC)を構築する際にはIPアドレスを設定していきます。しかし、そもそもこのIPアドレスが何者かわからないと、どう設定すればいいかわかりませんよね(^^;

AWSのクラウド環境でも、ネットワークに関する考え方は一般的なインターネットなどの考え方と同じです。そこでまず、インターネットの通信はどういった仕組みなのかを説明しつつ、IPアドレスとは何者なのかについて説明します!

インターネット

普段何気なく使っているインターネットですが、どういった仕組みで繋がっているかご存知でしょうか。

そもそもインターネットは、元々アメリカが軍事用に研究していたものから派生して、今のように誰でも使うほどに普及していった技術です。インターネットの仕組みとしては、世界中のISP(Internet Service Provider)という通信事業者が、互いに協力して接続し合うことによって成り立っています。このインターネット通信を支えているのが、TCP/IPという仕組みです。

IPアドレスとサブネットマスク

PCやサーバなどのIT機器には、IPアドレスという住所のようなものが割り振られます。インターネットを通じて機器が通信をする際には、このIPアドレスを目印にしてデータのやりとりをします。

IPアドレスは、「bit」という単位を使って表現します。bitとはコンピュータが扱うデータの単位で、1bitが0か1で表現されます。下の図のように、1bit増えるごとに表すことができる数が2倍になっていき、IPアドレスの場合には32bitが4つに分割された形で表現され、0.0.0.0 ~ 255.255.255.255のどれかが機器に割り振られます。

しかし、単にこの数字の羅列を見ただでは機器の住所がわかり辛いため、32bitを「ネットワーク部」「ホスト部」に分けています。ネットワーク部とは国籍のようなもので、接続先がどこのネットワークに属しているのかがわかります。そして、ホスト部を見ることでネットワーク内でただ1つの接続先を判別することができます。

ネットワーク部に関しては、ホストがどれくらいPCやサーバなどの機器があるかで、ネットワークの規模(大きさ)を調整することができます。調整できることが便利ですが、ただIPアドレスを見ただけではどこまでがネットワーク部かわからなくなってしまいます。そこで使われるのが「サブネットマスク」です。

サブネットマスクは図の青色の部分で、32bit中のどこまでのbitがネットワーク部か判別するためにIPアドレスに付け加えて表記されます。

プライベートアドレスとグローバルアドレス

IPアドレスは、「プライベートアドレス」「グローバルアドレス」の2つに大別されます。IPアドレスの範囲は、32bitで示されると説明した通り4294967296個あります笑
ぱっと見ると膨大な数ですが、世界の人口から考えるとこのIPアドレスの個数では足りません。そこで考えられたのが、家庭や企業の内部など自分のネットワーク内だけで使うアドレス範囲を決めて、インターネット上のアドレスとは分けようという考え方です。それがプライベートアドレスで、下記の範囲でIPアドレスが割り当てられています。

10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255

この範囲のIPアドレスに関して、企業などの組織内で自由に割り振って使うができます。逆にグローバルアドレスに関しては、ISPがそれぞれに割り振られるものを使うことしかできません。
プライベートアドレスを決めたことにより、すべてを使い切ることなくサーバなどにIPアドレスを割り振ることができるようになりました。

「プライべードアドレス使ってIPアドレスの節約ができるのはわかったけど、インターネットに出られないなら意味ないのでは?」

そう感じる方もいると思います。まさにその通りで、プライベートアドレスの仕組みだけではインターネットに出ていくことができません。そこで使われるのが、「ネットワークアドレス変換(NAT)」という仕組みです。

ネットワークアドレス変換(NAT)

NAT(Network Address Translation)を使うことで、プライベートアドレスを割り振ったサーバなどがインターネットに出ていくことができます。家庭でPCを使用してgoogle検索などを行う際には、インターネットの回線に繋がっている「ルータ」という機械によってこのNATが行われています。

これにより、プライベートアドレスからグローバルアドレスへの変換が行われ、インターネットを経由した通信をができるます。NATの便利なところが、インターネットの出口であるルータでNATを行う仕組みであるため、同じネットワーク内にいる複数台のサーバが1つのグローバルアドレスだけを使ってインターネットに出ていくことができます。

まとめ

今回は、ネットワークの中での機器の住所にあたるIPアドレスについて説明してきました。AWSで自分だけのネットワーク(VPC)を作ろうとする際には、この仕組みを理解していないと

「IPアドレスをどう設定すればよいかわからない」
「上手く通信できない」

といった事態が起きてしまいます。こういった事態を避けるためにも、まずはIPアドレスに関する正しい知識を持ち、ネットワークがつながる楽しさを感じましょう(*^^*)

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About The Author

カワタン
3年半インフラエンジニアとしてネットワーク運用/構築に携わってきましたカワタンです^_^AWSのことを知ってから、このサービスが大好きになって現在猛勉強中です(*^^*)
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