静的 IP と動的 IP: 違いは何ですか?

動的 IP アドレスは自動的に設定されますが、コンピュータが起動するたびに変更される可能性があります。 静的 IP アドレスは手動構成が必要ですが、再起動しても常に存続します。 どちらかが他よりも優れていますか?

IPアドレスとは何ですか?

IP アドレスは、ネットワーク上の各デバイスを識別する数値ラベルです。 ネットワーク プロトコルは、各デバイスのアドレスを使用して、ネットワーク トラフィックをデバイスに配信します。 最も一般的に使用されるネットワーク プロトコルは TCP/IP (伝送制御プロトコル/インターネット プロトコル) です。 「IPアドレス」の「IP」はここから来ています。

各 IP アドレスは一意である必要があります。 2 つのデバイスがネットワーク経由で通信する場合、データは 1 つのデバイスによって送信され、もう 1 つのデバイスによって受信されます。 進行中の双方向の「会話」では、通信が必要な限り、2 つのデバイス間でこれが繰り返されます。

データは、パケットと呼ばれる管理可能なチャンクに分割され、一連の短い送信として送信されます。 各パケットにはメタデータのラベルが付けられます。 メタデータには、パケットのサイズ、送信中のパケットの総数、シーケンス内のパケットの数などの情報が含まれています。

これにより、データを受信したときにデータを再構築でき、失われたパケットを識別できるようになります。

もちろん、ネットワーク スイッチやルーターがパケットの送信先を認識できるように、各パケットには宛先デバイスの IP アドレスのラベルを付ける必要があります。 送信デバイスの IP アドレスも含まれるため、受信デバイスは誰に返信するか、または欠落したパケットの再送信を要求するかを知ることができます。

IP バージョン 4 および IP バージョン 6

現在使用されている IP 規格は 2 つあります。 1 つは古くてより一般的な IP バージョン 4 (IPv4) で、もう 1 つは新しい IP バージョン 6 (IPv6) です。

IPv6 は、世界中で IPv4 アドレスが不足するという問題を克服するために設計されました。 接続されているデバイスの数が増えると、使用可能な IPv4 アドレスのプールが減少します。 IPv6 標準により、使用可能なアドレスの数が桁違いに増加します。

IPv4 アドレスは、アドレス全体を記述するのに 32 ビットを使用し、0 ～ 255 の範囲の 4 つの数値のそれぞれに 8 ビットを与えます。IPv4 IP アドレスは次のようになります。

 192.168.1.24

IPv6 アドレスは 128 ビットを使用してアドレスを記述し、0x0 から 0xFFFF (65535) の範囲の 8 つの 16 進数のそれぞれに 16 ビットを割り当てます。 完全な IPv6 アドレスは次のようになります。

 fe80:0e85:0000:0000:0000:12a4:04e0:ff33

IPv6 アドレスは、先頭のゼロを削除して記述することができます。

 fe80:e85:0:0:0:12a4:4e0:ff33

アドレスごとに 1 回、連続するゼロのシーケンスを省略できます。

 fe80:e85::12a4:4e0:ff33

IPv4 は依然として最も一般的に使用されている形式です。

内部IPアドレス

有線接続を使用しているか Wi-Fi を使用しているかに関係なく、ネットワークに接続されたすべてのデバイスには IP アドレスがあります。 これらはネットワーク トラフィックを正しい受信者デバイスに送信するために使用されるため、独自のネットワーク内で一意である必要があります。 同じ IP アドレスを持つ 2 つ (またはそれ以上) のデバイスがあると、送信の失敗やパケットの損失という問題が発生します。

関連Linux で ip コマンドを使用する方法

内部 IP アドレスは、デバイスを識別し、ローカル ネットワークでネットワーク トラフィックをルーティングするために使用されます。 これらは、インターネットなどの他の外部ネットワーク内のコンピューターには表示されません。

プライベートのローカル ネットワーク上のコンピュータが Web サーバーなどのリモート コンピュータに接続したい場合、その接続要求をローカル ルーターに送信します。 ルーターは、ローカル コンピューターに代わってインターネット経由で通信します。 これは、プライベートの内部 IP アドレスを持つローカル コンピューターとリモート サーバー間の双方向通信を仲介します。

動的IPアドレスとは何ですか?

動的 IP アドレスは、ルーターによってデバイスに自動的に割り当てられるアドレスです。 コンピューターやラップトップは、IP アドレスが組み込まれた状態で製造されていません。 ネットワークに接続する場合は、IP アドレスを割り当てる必要があります。 大規模なネットワークでは、これは面倒な作業です。 ルーターなどの一部のネットワーク ハードウェアには、一般的なプライベート ネットワーク設定と一致するようにデフォルトの IP アドレス 192.168.1.1 が設定されていますが、ネットワークと一致しない場合は変更できます。

関連MAC アドレスとは何ですか?また、どのように機能しますか?

ただし、すべてのネットワーク デバイスに組み込まれているのは MAC (メディア アクセス コントロール) アドレスです。 MAC アドレスはグローバルに一意です。

ネットワーク ルーターは、MAC アドレスと IP アドレスのリストを維持します。 各パケットの宛先 IP アドレスを検索し、MAC アドレスを見つけて、パケットをそのハードウェアに送信します。

各デバイスに IP アドレスを手動で構成する必要はなく、動的IP アドレッシングにより、ネットワーク デバイスに IP アドレスを割り当てるプロセスの管理が自動化されます。 DHCP (動的ホスト構成プロトコル) により、この自動化が可能になります。

DHCP 対応ネットワークでは、ネットワークに参加しているデバイスがDHCPDISCOVER信号をネットワーク上に送信します。 DHCP サーバー (ホーム ネットワーク上では通常ルーター内にあります) は、 DHCPOFFERメッセージで応答します。 これにより、デバイスが使用できる IP アドレスと、ネットワークに関するその他の情報が提供されます。

デバイスがその IP アドレスを使用したい場合は、 DHCPREQUEST信号を DHCP サーバーに送信します。 DHCP サーバーはDHCPACK信号で応答し、デバイスが使用する必要がある IP アドレスとその他の設定を確認します。

動的 IP アドレスは変更される可能性があります

このようにして、デバイスは IP アドレスと、ネットワークへの接続とネットワーク経由の通信に必要なすべての情報を自動的に取得します。 ただし、リースで IP アドレスを取得するだけです。 永続的に割り当てられるわけではありません。 デバイスが IP アドレスを保持したい場合は、定期的にリースを更新する要求を行う必要があります。 リース期間は、 DHCPOFFERメッセージに含まれる情報の一部です。

通常、デバイスに同じ IP アドレスが再割り当てされることに問題はありません。 ただし、デバイスの電源がオフになっており、リース期限が切れる前にリース更新要求を行うことができない場合 (ホーム ネットワークの場合、リース期間は 12 時間に設定されていることがよくあります)、IP アドレスは別のデバイスに自由に割り当てることができます。 以前にその IP アドレスを使用していたデバイスには、再起動時に別の IP アドレスが与えられます。

-v (冗長) オプションを指定してdhclientコマンドを使用すると、Linux コンピューターと DHCP サーバー間の通信の一部を確認できます。

 sudo dhclient -v 

コンピューターがリッスンおよび送信している MAC アドレスが通知され、 DHCPREQUESTおよびDHCPACKメッセージが表示されます。

関連: Linux で MAC アドレスを永続的に変更する方法

外部IPアドレス

インターネットに接続するネットワークには、外部 IP アドレスと呼ばれる、ISP (インターネット サービス プロバイダー) によって割り当てられる IP アドレスがあります。 これはネットワークがインターネットに表示する IP アドレスであるため、パブリック IP アドレスとも呼ばれます。

関連Linux Bash スクリプトでパブリック IP を取得する方法

ルーターはプライベート ネットワークとインターネット間のブリッジとして機能するため、ネットワーク上のデバイスにアクセスできるように内部 IP アドレスが必要であり、ISP の機器と通信できるように外部 IP アドレスが必要です。 すべてのインターネット トラフィックは、この外部 IP アドレスを経由します。

内部 IP アドレスは、10、172、または 192 で始まる可能性があります。外部 IP アドレスでは、(実際には) 他のすべての値を使用できます。

プライベート ネットワークの DHCP リストの機能とほぼ同じですが、インターネットの DNS (ドメイン ネーム サービス) はドメイン名と URL を IP アドレスに変換し、インターネット トラフィックを正しい (外部) IP アドレスに誘導します。

関連:安全なブラウジングに最適な DNS サーバー

静的 IP アドレスとは何ですか?

静的 IP アドレスは、決して変更されず、DHCP などのツールの影響を受けない IP アドレスです。 静的 IP アドレスを使用するデバイスは、再起動の頻度やオフライン期間に関係なく、その IP アドレスを保持します。

静的 IP アドレス指定と動的 IP アドレス指定

DHCP を使用して IP アドレスを自動的に割り当てると、明らかに便利です。 DHCP の欠点は、IP アドレスをリースすることです。 コンピュータ (またはその他のネットワーク デバイス) が、オフライン後に再起動された場合に同じ IP アドレスを取得することは保証できません。

ほとんどの場合、それは問題になりません。 デバイスがネットワークに接続されて動作しており、インターネットに接続できる限り、通常はこれで十分です。 ただし、場合によっては、固定の静的IP アドレスで最適に動作するコンピューター間や、NAS (ネットワーク接続ストレージ) やメディア センターなどのデバイス間で通信する必要があるアプリケーションが存在することがあります。

ネットワークで DHCP と静的 IP アドレスを組み合わせて使用​​することは完全に許容され、非常に一般的です。 DHCP は、大部分のデバイスへの IP アドレスの割り当てを簡素化するために使用され、静的 IP アドレス指定は特殊な場合に使用されます。

内部静的 IP アドレスを設定する方法

Ubuntu での静的 IP アドレスの設定は非常に簡単です。 最初のステップは、別のデバイスでまだ使用されていない IP アドレスを選択して構成していることを確認することです。 pingコマンドを使用してそれを確認できます。

関連Ubuntu で静的 IP アドレスを設定する方法

IP アドレスを選択したら、 ncmli con addコマンドを使用して接続を追加し、 nmcli con modコマンドを使用して接続を静的 IP アドレスに設定できます。 プロセスを段階的に説明する詳細なチュートリアルが用意されています。 コマンド ラインを避けたい場合は、GUI による方法についても説明します。

Windows 10 および 11 コンピューターでも静的 IP アドレスを使用できます。もちろん、それに関するガイダンスも用意されています。

Docker などのコンテナーを使用する場合は、コンテナー化されたコンピューターに静的 IP アドレスを割り当てることができます。

関連: Windows ルーティング テーブルに静的 TCP/IP ルートを追加する方法

外部静的 IP アドレスを取得する方法

静的外部 IP アドレスがない場合、ルーターの外部 IP アドレスは再起動時に変更される可能性があります。 ほとんどの場合、これは実際には問題ではありません。 ただし、外出中にアクセスする必要があるセルフホステッド サービスがある場合は、外部静的 IP アドレスが必須です。

外部 IP アドレスは ISP によって提供され、その設定を変更できるのは ISP だけです。 少額の追加料金を支払うことで、ISP が外部静的 IP アドレスを割り当てることができるはずです。

外部静的 IP アドレスを使用すると、外部 IP アドレスが常にわかるため、ルーターとその背後にあるプライベート ネットワークにリモート アクセスできます。 ドメイン名は覚えやすく、他の人と共有しやすくなります。 ドメイン名を購入して、そのドメイン名が外部静的 IP アドレスを指すようにすることもできます。

同じ効果を得るもう 1 つの方法は、DDNS (動的ドメイン ネーム システム) ルーティングを使用することです。 この設定では、ルーターが起動するたび、または新しい外部 IP アドレスを取得するたびに DDNS プロバイダーに接続するようにルーターを構成します。

DDNS プロバイダーは、新しい外部 IP アドレスを指すようにドメインのドメイン名エントリを更新します。 ドメイン名に入ってくるすべての接続リクエストは、現在の外部 IP アドレスにルーティングされます。

通常、必要なのはダイナミックだけです

特殊なケースがない限り、必要なのは動的な内部および外部 IP アドレスだけです。 デバイスに固有のアドレスがあり、DHCP がアドレスを管理する限り、心配する必要はありません。

ローカル ネットワーク上のコンピュータまたはその他のデバイスが常に同じ IP アドレスを持つことを保証する必要がある場合は、内部静的 IP アドレスを使用して構成します。

ネットワークにリモート アクセスできるようにする必要がある場合は、ISP に外部静的 IP アドレスの料金を支払うか、DDNS サービスを使用してください。

関連:どこからでもホーム ネットワークに簡単にアクセスする方法