3-03 IPアドレスとドメイン名

2025年8月2日2026年1月2日

学習目標

IPアドレスの構造と役割を理解する
ドメイン名システムの仕組みを説明できる
実際に自分のIPアドレスを確認し、その意味を理解する
インターネット上の「住所システム」の重要性を把握する

1. 前回の復習と導入

前回学んだこと

プロトコル：通信の共通ルール
IP（第2層）：データを運ぶ運送システム
TCP（第3層）：品質管理システム
階層化：専門的な役割分担

今回の疑問

IPが「運送システム」として働くためには、インターネット上の住所が必要です。

考えてみよう：

あなたの家の住所は「東京都渋谷区○○1-2-3」
でも、コンピュータの住所はどうなっている？
google.comにアクセスする時、コンピュータはどこに向かっている？
なぜ数字の住所ではなく、文字の名前でアクセスできる？

2. インターネット上の住所：IPアドレス

2.1 IPアドレスとは

定義：インターネット上でコンピュータを特定するための番号

現実世界との比較：

現実世界の住所：
東京都 渋谷区 神宮前 1丁目 2番 3号
 ↓
インターネット上の住所（IPv4）：
192.168.1.10

共通点：

世界中で唯一の住所
階層構造で管理
配達（データ送信）に必要

2.2 IPv4アドレスの構造

基本構造：32ビット（4バイト）の数字

表記方法：8ビットずつ区切って10進数で表示

2進数：11000000 10101000 00000001 00001010
 ↓
10進数：192.168.1.10

なぜドット区切り？

人間が覚えやすくするため
0～255の4つの数字で構成
ネットワーク管理がしやすい

2.3 IPアドレスの種類

グローバルIPアドレス

「世界共通の住所」

インターネット全体で唯一
重複は絶対にない
インターネット上のサーバが使用

例：

Google：8.8.8.8（DNSサーバ）
YouTube：複数のサーバで分散

プライベートIPアドレス

「家庭内・社内の住所」

LANの中でのみ有効
外部インターネットでは使えない
家庭や学校で使用

決められた範囲：

192.168.0.0 ～ 192.168.255.255
10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255

比較例：

	所在地	IPアドレス
グローバル	〒150-0001 東京都渋谷区神宮前1-2-3	グローバルIP
ローカル	リビング、台所、2階の部屋	プライベートIP

2.4 なぜプライベートIPが必要なのか？

IPアドレス不足の問題

IPv4：約43億個のアドレス
世界中のデバイス：スマホ、パソコン、IoT機器など
全然足りない！

解決策：NAT（Network Address Translation）

家庭内ネットワーク                           インターネット
┌───────────────────────────────┐       ┌────────────────┐
│ パソコン　：192.168.1.10        │       │                │
│ スマホ　　：192.168.1.11        │  →    │ 203.104.209.1  │
│ タブレット：192.168.1.12        │       │ （グローバルIP） │
└───────────────────────────────┘       └────────────────┘
                             家庭用ルータが変換

利点：

IPアドレスの節約
セキュリティ向上（外部から直接アクセス困難）
家庭内機器の管理が簡単

3. 実習：自分のIPアドレスを確認してみよう

3.1) 複数の確認方法

方法1：コマンドライン（詳細情報が見れる）

Windows の場合：

Windowsキー + R を押す
「cmd」と入力してEnter
ipconfig と入力してEnter

Mac の場合：

command + スペース を押す（Spotlight検索）
「ターミナル」と入力してEnter
ifconfig と入力してEnter

方法2：設定画面を使用（簡単）

Windows の場合：

Windowsキー + I を押す（設定画面を開く）
「ネットワークとインターネット」をクリック
「Wi-Fi」または「イーサネット」をクリック
接続中のネットワークをクリック
IPアドレスの項目を確認

Mac の場合：

Appleメニュー → システム環境設定
「ネットワーク」をクリック
接続中のネットワーク（Wi-FiまたはEthernet）を選択
IPアドレスを確認

3.2) コマンドラインでの確認内容を読み取ろう（推奨）

Windows での実行例：

C:\>ipconfig

Windows IP 構成

イーサネット アダプター ローカル エリア接続:
   接続固有の DNS サフィックス  . . . . .:
   IPv4 アドレス . . . . . . . . . . . .: 192.168.3.101
   サブネット マスク . . . . . . . . . .: 255.255.255.0
   デフォルト ゲートウェイ . . . . . . .: 192.168.3.1

Mac での実行例：

$ ifconfig

en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
    inet 192.168.3.101 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.3.255
    ether aa:bb:cc:dd:ee:ff
    media: autoselect
    status: active

なぜコマンドラインがおすすめ？

詳細情報：サブネットマスク、ゲートウェイも表示
複数接続：Wi-Fi、有線LANを同時に確認
技術的理解：ネットワーク設定の全体像が把握できる
将来の学習：コマンド操作に慣れることができる

3.3 結果の読み取り

IPv4アドレス：192.168.3.101

これはプライベートIP
学校内のネットワークでの住所
192.168で始まるのでプライベートIPと判別

サブネットマスク：255.255.255.0

住所の「区域」を決める境界線

なぜ255という数字？

コンピュータは2進数で考えます：

10進数の255 = 2進数の11111111（8ビット全部が1）
10進数の0   = 2進数の00000000（8ビット全部が0）

サブネットマスク 255.255.255.0 を2進数で見ると：
255.255.255.0
= 11111111.11111111.11111111.00000000

意味：
1の部分（11111111.11111111.11111111） → ネットワーク部
0の部分（00000000）                  → ホスト部

具体例で理解：

あなたのIPアドレス：192.168.3.101
サブネットマスク：  255.255.255.0

↓ 2進数で見ると

IPアドレス：    11000000.10101000.00000011.01100101
サブネット：    11111111.11111111.11111111.00000000
              ネットワーク部（学校）    ホスト部（個人）

同じ学校内のコンピュータ：
192.168.3.1   ← ルータ
192.168.3.10  ← 先生のパソコン  
192.168.3.50  ← 別の生徒のパソコン
192.168.3.101 ← あなたのパソコン

みんな「192.168.3」は共通（同じ学校）
最後の番号だけ違う（個別のコンピュータ）

255の意味：

255 = 全部1 → 「ここはネットワーク部です」
0 = 全部0 → 「ここはホスト部（個別機器の番号）です」

身近な例：

住所：東京都渋谷区神宮前1-2-3
↓
都道府県・市区町村：東京都渋谷区神宮前（エリア）
丁目・番地：1-2-3（個別の建物）

IPアドレス：192.168.3.101
↓  
ネットワーク部：192.168.3（学校のネットワーク）
ホスト部：101（あなたのコンピュータ）

デフォルトゲートウェイ：192.168.3.1

学校のルータのIPアドレス
インターネットに出る時の「出口」
学校外にデータを送る時は必ずここを通る

3.4 グローバルIPの確認

方法：Webサイトで確認

ブラウザで「確認くん」「What is my IP」等を検索
表示されたIPアドレスが学校のグローバルIP

注意：サイトによって表示形式が異なります

数字のIPアドレス：203.104.209.183
ドメイン名：p209183-ipngn12345marunouchi.tokyo.ocn.ne.jp
どちらも同じ場所を指している

例：

あなたのプライベートIP：192.168.3.101
学校のグローバルIP：203.104.209.183
または
学校のグローバルIP：p209183-ipngn12345marunouchi.tokyo.ocn.ne.jp

ドメイン名で表示される理由：

インターネットプロバイダ（ISP）が自動的に割り当て
IPアドレスに対応するドメイン名（逆引きDNS）
どちらも同じコンピュータを指している

4. 人間にやさしい住所：ドメイン名

4.1 数字は覚えにくい

問題：

Googleにアクセス：8.8.8.8？ 172.217.175.110？
YouTubeにアクセス：142.250.196.174？
複数のサーバがあるとIPアドレスが複数

人間の限界：

数字の羅列は記憶困難
間違いやすい
サーバ変更時にアドレスが変わる

4.2 ドメイン名システム

ドメイン名：人間が覚えやすい名前でWebサイトを指定

例：

google.com → Googleのサイト
youtube.com → YouTubeのサイト
yahoo.co.jp → Yahoo! JAPANのサイト

利点：

覚えやすい
意味が分かりやすい
IPアドレスが変わっても名前は同じ

4.3 ドメイン名の階層構造

実世界の住所との比較：

実世界：
日本国 → 東京都 → 渋谷区 → 神宮前 → 1丁目2番3号
大きい地域 → 小さい地域

ドメイン名：
www.kantei.go.jp
www（サーバ名）← kantei（機関名）← go（政府機関）← jp（日本）
細かい指定 ← 大きい分類

階層の説明：

.jp：トップレベルドメイン（国）
.go：セカンドレベルドメイン（組織の種類）
kantei：サードレベルドメイン（具体的な機関）
www：ホスト名（サーバの指定）

4.4 トップレベルドメインの種類

国別トップレベルドメイン（ccTLD）

ドメイン	国・地域
.jp	日本
.us	アメリカ
.uk	イギリス
.fr	フランス
.cn	中国
.kr	韓国

分野別トップレベルドメイン（gTLD）

ドメイン	用途
.com	商業組織
.org	非営利組織
.net	ネットワーク関連
.edu	教育機関
.gov	政府機関

5. DNS：ドメイン名をIPアドレスに変換する仕組み

5.1) DNSとは

DNS（Domain Name System）：ドメイン名とIPアドレスを相互変換するシステム

例：電話帳との比較

電話帳：
田中太郎 → 03-1234-5678
佐藤花子 → 090-9876-5432

DNS：
google.com → 172.217.175.110
youtube.com → 142.250.196.174

5.2) DNSの働き

流れ：

ユーザー：「google.comにアクセスしたい」
ブラウザ：「google.comのIPアドレスは？」
DNSサーバ：「172.217.175.110です」
ブラウザ：172.217.175.110にアクセス

詳細な流れ：

1. ブラウザに「google.com」を入力
   ↓
2. コンピュータがDNSサーバに問い合わせ
   「google.comのIPアドレスを教えて」
   ↓
3. DNSサーバが応答
   「google.comは172.217.175.110です」
   ↓
4. 得られたIPアドレスでアクセス
   ↓
5. Googleのサイトが表示

5.3) DNS サーバの階層構造と場所

DNSサーバはどこにある？

身近なDNSサーバ：

学校・家庭のルータ内
- 最初に問い合わせる場所
- 最近アクセスしたサイトの情報をキャッシュ
インターネットプロバイダ（ISP）
- NTT、ソフトバンク、auなどが運営
- 地域ごとに設置（東京、大阪、福岡など）
大手企業のパブリックDNS
- Google：8.8.8.8、8.8.4.4
- Cloudflare：1.1.1.1
- 世界中にサーバを設置

世界中に分散配置された階層構造：

1. ルートDNSサーバ（世界に13台のクラスタ）
   ├─ アメリカ（バージニア州など）
   ├─ ヨーロッパ（オランダ、スウェーデンなど）
   └─ アジア（日本、韓国など）
      ↓
2. トップレベルDNSサーバ（.com, .jp など）
   ├─ .com：アメリカ・ヨーロッパ・アジアに分散
   ├─ .jp：日本（東京、大阪）
   └─ .org：世界各地に分散
      ↓
3. 権威DNSサーバ（各企業・組織が運営）
   ├─ google.com：Googleのデータセンター（世界各地）
   ├─ youtube.com：YouTubeのサーバ群
   └─ 学校のサイト：学校内のサーバ
      ↓
4. ローカルDNSサーバ（身近な場所）
   ├─ 学校のルータ
   ├─ 家庭のWi-Fiルータ
   └─ スマートフォンのキャッシュ

具体的な場所の例：

日本国内のDNSサーバ：

NTT：東京、大阪、名古屋などのデータセンター
Google（8.8.8.8）：東京、大阪、福岡のデータセンター
JPドメイン：東京都千代田区（JPRS）

問い合わせの流れ：

あなたのコンピュータ
　↓ "youtube.comは？"
学校のルータ（DNSキャッシュ確認）
　↓ "知らないので上位に問い合わせ"
プロバイダのDNSサーバ（地域のデータセンター）
　↓ "ルートサーバに問い合わせ"
ルートDNSサーバ（世界13箇所）
　↓ ".comサーバに聞いて"
.comのDNSサーバ（アメリカ・世界各地）
　↓ "YouTubeの権威サーバに聞いて"
YouTubeの権威DNSサーバ（Googleのデータセンター）
　↓ "142.250.196.174です"
（逆順で回答が返る）

利点：

高速応答：最寄りのサーバが応答
負荷分散：世界中からの問い合わせを分散処理
障害対応：一部が故障しても他のサーバで継続

6. IPv6：未来のIPアドレス

6.1) IPv4の限界

問題：

IPv4：約43億個のアドレス
インターネット接続機器の爆発的増加
スマートフォン、IoT機器、自動車など
アドレス枯渇の危機

6.2) IPv6の特徴

大容量：

128ビット（IPv4は32ビット）
約340兆×1兆×1兆個のアドレス
地球上の砂粒一つ一つにアドレスを割り当て可能

表記例：

IPv4: 192.168.1.10
IPv6: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

移行の現状：

IPv4とIPv6の併用期間
段階的な移行が進行中
将来的にはIPv6が主流

7. まとめ

今日学んだこと

IPアドレスの構造
- IPv4：32ビット、ドット区切りの4つの数字
- グローバルIPとプライベートIPの違い
実習での発見
- 自分のコンピュータのIPアドレス確認
- プライベートIPとグローバルIPの関係
ドメイン名システム
- 人間にやさしい名前付けシステム
- 階層構造による管理
DNSの仕組み
- ドメイン名とIPアドレスの相互変換
- 世界中に分散した管理システム
IPv6への展望
- アドレス不足の解決策
- 未来のインターネット基盤

3回の授業を振り返って

第1回：パケット交換方式の革新

データを小さく分けて効率的に送信
ネットワークの利用効率向上

第2回：TCP/IPの協力システム

IP：効率的な運送システム（第2層）
TCP：確実な品質管理システム（第3層）

第3回：アドレスシステムの理解

IPアドレス：コンピュータの住所
ドメイン名：人間にやさしい名前
DNS：名前とアドレスの変換

現代社会への応用

インターネットの基盤技術：

Web閲覧、動画視聴、SNS、オンラインゲーム
すべてTCP/IP + IPアドレス + DNS で実現

情報社会の参画：

技術の仕組みを理解して適切に活用
問題発見・解決に情報技術を活用
より良い情報社会の構築に貢献

確認問題

問題1

IPv4アドレス「192.168.1.10」について、これがプライベートIPアドレスであることをどのように判断できますか？また、プライベートIPアドレスが必要な理由を説明しなさい。

解答

プライベートIPの判断： IPv4アドレス「192.168.1.10」は192.168で始まっているため、プライベートIPアドレスです。

判断基準：プライベートIPアドレスの範囲：

192.168.0.0 ～ 192.168.255.255
10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
172.16.0.0 ～ 172.31.255.255

プライベートIPが必要な理由：

IPアドレス不足の解決
- IPv4：約43億個のアドレス
- 世界中のデバイス数：それをはるかに超える
- 複数のデバイスで1つのグローバルIPを共有
経済的効率
- グローバルIPは有限で高価
- 家庭・企業で複数のグローバルIPを取得するのは非現実的
セキュリティ向上
- 外部から直接アクセスできない
- ルータがファイアウォールの役割
管理の簡素化
- LAN内でのアドレス管理が容易
- 機器の増減に柔軟に対応

問題2

あなたがブラウザで「www.youtube.com」と入力してから、YouTubeのページが表示されるまでの過程を、DNS、IPアドレス、TCP/IPの働きを含めて説明しなさい。

解答

YouTubeページ表示までの過程：

1. ドメイン名の入力

ユーザー：ブラウザに「www.youtube.com」を入力

2. DNS による名前解決

ブラウザ → DNSサーバ：「www.youtube.comのIPアドレスは？」
DNSサーバ → ブラウザ：「142.250.196.174です」

3. TCP/IP による接続確立

TCP（第3層）：「YouTubeサーバと確実な通信を開始します」
IP（第2層）：「142.250.196.174に向けてルート選択して送信」

4. HTTPリクエストの送信

ブラウザ：「YouTubeのトップページをください」
→ HTTPリクエストをパケットに分割
→ 各パケットにYouTubeサーバのIPアドレスを付加
→ インターネット経由で送信

5. サーバからの応答

YouTubeサーバ：HTMLファイル（ページデータ）を送信
→ データをパケットに分割
→ 各パケットにユーザーのIPアドレスを付加
→ TCP が確実な配送を管理
→ IP が効率的なルートで配送

6. ページの表示

ユーザーのブラウザ：
→ 届いたパケットをTCPが正しい順序に復元
→ HTMLファイルを解析してページを表示
→ YouTubeのトップページが表示完了

問題3

ドメイン名「www.kantei.go.jp」の階層構造を分析し、それぞれの部分が何を意味するか説明しなさい。

解答

ドメイン名「www.kantei.go.jp」の階層分析：

右から左に階層が細かくなる構造：

部分	階層レベル	意味	管理者
.jp	トップレベル	日本国	JPRS（日本レジストリサービス）
.go	セカンドレベル	政府機関	日本政府
kantei	サードレベル	内閣官房・内閣府	内閣官房
www	ホスト名	Webサーバ	内閣官房のシステム管理者

詳細説明：

.jp（国別トップレベルドメイン）：

日本を表す国別コード
日本国内の組織のみ取得可能
他国の例：.us（アメリカ）、.uk（イギリス）

.go（政府機関ドメイン）：

government（政府）の略
日本の政府機関専用
他の例：.ac（大学）、.co（企業）

kantei（機関名）：

「官邸」を表す
内閣官房・内閣府の公式サイト
具体的な政府機関を特定

www（ホスト名）：

World Wide Web サーバを指定
同じドメイン内に他のサーバも存在可能
例：mail.kantei.go.jp（メールサーバ）

階層構造の利点：

管理責任の分散
名前の重複回避
組織の種類が名前から判別可能

キーワード

IPアドレス
IPv4・IPv6
グローバルIP・プライベートIP
ドメイン名
DNS（Domain Name System）
トップレベルドメイン（TLD）
ccTLD・gTLD
階層構造
名前解決