ドメインとIPアドレスの関係性

# インターネット
まず、IPアドレスとドメインについて説明する前に、インターネットについて簡単に説明します。

## インターネットとは
インターネットとは、複数の機器をケーブルや無線などで繋ぎ、世界中で情報をやり取りできるネットワークのことを言います。これによりユーザーは、PCやスマホを通じて様々な情報にアクセスしたり、アプリケーションを利用したりすることができます。

## インターネットの仕組み（WEBサイトが表示されるまで）
普段私たちが何気なく閲覧しているWEBサイトですが、裏ではどのように情報を取得し、表示されているのでしょうか？
WEBサイトが表示されるまでの流れ以下のようになっています。
1. DNSサーバーにWebサーバーのIPアドレスを問い合わせる
2. DNSサーバーからアクセス先のIPアドレスが返信される
3. 受け取ったIPアドレスのWebサーバーにページデータを要求する
4. Webサーバーから送られてきたページデータをブラウザで表示する

![internetCommunication.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/879861/4fe6c380-ffa3-a83b-e1de-cd61d22b9a18.png)

まず、ユーザーがブラウザで見たいサイトをクリックすると、サイトのURLが入力されます。インターネット通信では、DNSサーバーにアクセスし、URLに含まれるドメインをIPアドレスに変換し取得します。
そして、取得したIPアドレスのWEBサーバーにデータをリクエストし、WEBサーバーからレスポンスされたサイトデータをブラウザ上で表示しています。

# IPアドレス
インターネットの仕組みがわかったところで、いよいよ本題となる「IPアドレス」について確認していきましょう。

## IPアドレスとは
IPアドレスは、Internet Protocol Addressの略語で、「**インターネット上の住所**」と言われ、ネットワークに繋がっている機器（スマホやPC）に割り振られています。
見たことがある人も多いと思いますが、IPアドレスは「192.168.0.0」のような、8ビット（8桁）ごとに「.」で区切られ、　10進法で表記されます。
※8ビットは、2✖️2✖️2✖️2✖️2✖️2✖️2✖️2で256通りになる。
現実世界で、住所がないと郵便物を届けることができないのと同じで、IPアドレスが無いと、ネットワーク上で情報のやり取りをする際に、情報が間違った相手に届いてしまったり、そもそも情報が送れなかったりします。
**IPアドレスは、インターネットに繋がるすべての機器（スマホやパソコン、Wi-Fiルータ、ポケットWi-Fiなど）に割り振られており、重複することはありません。**

## IPアドレスの種類01
IPアドレスには、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの２種類があります。

![ipAddress.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/879861/cb7964a1-453e-6fae-40b6-63d2f05bc9cb.png)

| IPアドレスの種類 | 通信場所 | 通信機器 |
|---|---|---|
| グローバルIPアドレス | ・外部との通信 | ・サーバー ↔️ ルーター |
| プライベートIPアドレス | ・家庭内の通信<br>・会社内の通信| ・ルーター ↔️ PC<br>・ルーター ↔️ スマホ |

### グローバルIPアドレス
グローバルIPアドレスは、インターネット上で個々のデバイスを識別するために使用されます。一般的に、家庭や企業のネットワーク内のルーターに割り当てられています。
例えば、自宅でウェブページを閲覧する際、ウェブサーバーから自宅のルーターへデータが送信されます。この際、ルーターのグローバルIPアドレスが使用され、データの送信先である自宅のルーターを識別しています。一方で、ネットワーク内の個々のデバイス（パソコンやスマートフォン）は、プライベートIPアドレスを持ちます。

グローバルIPアドレスは、固定回線のルーターだけでなく、モバイルWi-Fiルーター（WiMAXやポケットWi-Fiなど）にも割り当てられます。これらのIPアドレスの割り当ては、各プロバイダ（事業者）によって行われます。

なお、グローバルIPアドレスの割り当てを管理しているのは、ICANNやJPNICなどの組織で、インターネット上のアドレスやドメイン名の管理を担当しています。

### プライベートIPアドレス
プライベートIPアドレスとは、家庭内や社内のネットワーク（LAN）で使用され、個々のデバイス（PCやスマホ）に割り当てられたIPアドレスのことです。ルーターと各機器（PC・スマホ・プリンターなど）との通信に利用されます。

**なお、グローバルIPには同じものが存在しませんが、プライベートIPは、異なるネットワークであれば同じ番号が存在する場合もあります。**

プライベートIPアドレスは、会社内や組織内、家庭内でしか使われないため、外部に同じ番号があっても問題ありません。また、自由に設定することもできます。
例えば、A社内のPCに「192.168.0.2」というプライベートIPがあり、B社内のネットワークにも「192.168.0.2」のIPが存在することはあります。

なお、グローバルIPはプロバイダから割り振られますが、プライベートIPはルーターが振り出します。
また、外部とインターネット接続する際には、ルーターのNAT機能（プライベートIPをグローバルIPに変換する機能）を介して通信が行われます。

## IPアドレスの種類02
IPアドレスには、用途別のグローバルIP・プライベートIPの他に、接続方式による分類もあります。それが**動的IPアドレス**と**固定IPアドレス**です。
| IPアドレスの種類 | 接続方法による分類 |
|---|---|
| グローバルIPアドレス | ・動的IPアドレス<br>・固定IPアドレス |
| プライベートIPアドレス | ・動的IPアドレス<br>・固定IPアドレス|

動的IPアドレスと固定IPアドレスは、グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスのどちらにもあります。

### 動的IPアドレス
動的IPアドレスとは、常に同じ番号ではなく、変動するIPアドレスのことです。**一定時間が経過したり、接続をし直したりするごとに**、IPアドレスが変わります。

公衆の無線LAN・Free Wi-Fiで使われているのは、基本的に動的IPアドレスになっています。

### 固定IPアドレス
固定IPアドレスとは、動的IPとは反対で変動しないIPアドレスです。**何回接続し直しても**、IPアドレスが変わることはありません。

**固定IPが必要**になるのは、IPアドレスで**アクセス制限をかける場合**などです。

例えば下記のような利用例があります。
- **サーバ**: ウェブサーバ、メールサーバ、FTPサーバなどのインターネット上で公開されるサービスを提供するサーバは、固定IPアドレスを使用してアクセス可能にします。
- **リモートアクセス**: リモートアクセスVPNや遠隔デスクトップ接続などのサービスを提供する場合、固定IPアドレスを使用することで、ユーザーが常に同じアドレスにアクセスできるようになります。
- **ドメイン名の紐付け**: ウェブサイトやオンラインアプリケーションに固定IPアドレスを使用して、ドメイン名と関連付けます。これにより、ユーザーがドメイン名を使用してアクセスしたときに、常に同じサーバにアクセスできるようになります。

# ドメイン
IPアドレスについて理解できたところで、IPアドレスと深い関わりのある「ドメイン」について確認していきましょう。

## ドメインとは
ドメインとは、IPアドレスと同様にインターネット上の住所に当たり、IPアドレスの数値を**利用者（人間）が認識しやすい文字列に変換（置き換えた）**ものを指します。

【例】ホームページアドレス：<font color="Green">https://xxxxx.com　（xxxxx.com部分）</font>

【例】メールアドレス：<font color="Green">xxx＠xxxxx.jp　（xxxxx.jp部分）</font>

## ドメイン名の構造
ドメイン名は、重複しないように一意に発行・管理されており、主に4つのレベルから構成されています。

![domainLevel.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/879861/71911905-e9f3-ba95-0959-472d52ad28e4.png)

| レベルドメイン | 説明 |
|---|---|
| トップレベルドメイン | ".com" や ".jp" など、分野別で世界中の誰でも登録できるドメイン部分です。 |
| 第2レベルドメイン | 用途を表します。一般的には企業名や組織名が使用されます。 |
| 第3レベルドメイン | より具体的な識別子として用いられ自由に選択できます。日本語を含めることが可能です。
| 第4レベルドメイン | こちらも自由に決定可能です。サブドメインと呼ばれ、特定のウェブページやサービスを識別するために用いられます。 |

# まとめ
IPアドレスもドメインインターネット上の住所に当たります。

**IP アドレスは数字がたくさん並んでいるだけなので、人間が見た場合どんなサイトか識別しにくく、覚えにくい状態です。それをできるだけ覚えやすくしたものが「ドメイン」となります。**

**IP アドレスおよびドメイン名は、サイトごとに全て異なり重複することはありません**。