インターネットの仕組み
インターネットとは
Section titled “インターネットとは”インターネットとは、世界中のコンピュータやネットワークが相互に接続された、地球規模の巨大なネットワークです。私たちが日常的に使っているWebサイトの閲覧やメールの送受信は、すべてインターネットの仕組みの上で動いています。
インターネット上で通信を行うためには、「相手をどうやって特定するか」「人間にわかりやすい名前をどう使うか」といった仕組みが必要です。この節では、インターネット通信の土台となるIPアドレス、ドメイン名、DNSなどの重要な概念を学んでいきます。
IPアドレス ── インターネット上の住所
Section titled “IPアドレス ── インターネット上の住所”インターネットに接続されたすべての機器には、通信相手を識別するための番号が割り当てられています。これがIPアドレス（Internet Protocol Address）です。
現実世界で手紙を届けるには住所が必要なように、インターネット上でデータを届けるにはIPアドレスが必要です。IPアドレスがなければ、どのコンピュータにデータを送ればよいかわかりません。
現在もっとも広く使われているIPアドレスの規格がIPv4（Internet Protocol version 4）です。IPv4アドレスは32ビットの数値で構成され、人間が読みやすいように8ビットずつ4つに区切り、それぞれを10進数で表記します。
表記例: 192.168.1.10（ドット区切りの10進数4つ）
各区切りは0〜255の値をとるため、IPv4で表現できるアドレスの総数は約43億個（2の32乗）です。インターネットの爆発的な普及により、この数では足りなくなることが問題となっています。
試験で出るポイント
IPv4アドレスの表記形式として「10.123.45.67」のようなドット区切りの10進数が出題されます。「32ビット」「約43億個」というキーワードとセットで覚えましょう。
IPv4のアドレス枯渇問題を解決するために策定されたのがIPv6（Internet Protocol version 6）です。IPv6アドレスは128ビットの数値で構成され、16進数をコロンで区切って表記します。
表記例: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
128ビットで表現できるアドレスの総数は約340澗（かん）個（2の128乗）という途方もない数です。これにより、パソコンやスマートフォンだけでなく、IoT機器（家電、センサー、自動車など）にも個別のIPアドレスを割り当てることが可能になります。
| 項目 | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| ビット数 | 32ビット | 128ビット |
| アドレス数 | 約43億個 | 約340澗個 |
| 表記法 | 10進数をドットで区切り（例: 192.168.1.10） | 16進数をコロンで区切り（例: 2001:0db8:…） |
| 普及状況 | 現在も広く利用 | 段階的に移行中 |
試験で出るポイント
IPv6は「128ビット」「IoTデバイスの大量接続に対応」がキーワードです。IPv4との違いを対比で整理しておきましょう。
グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス
Section titled “グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス”IPアドレスは、その用途によってグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの2種類に分けられます。
グローバルIPアドレスは、インターネット上で一意（世界中で重複しない）に割り当てられるIPアドレスです。インターネットに直接接続する機器に使われます。現実世界でいえば、建物の「住所」に相当します。
プライベートIPアドレスは、企業や家庭などの内部ネットワーク（LAN）内でのみ使われるIPアドレスです。異なるLAN同士では同じプライベートIPアドレスを使っても問題ありません。現実世界でいえば、マンション内の「部屋番号」に相当します。部屋番号「101号室」は日本中のマンションに存在しますが、同じマンション内では重複しません。
| 種類 | 使用範囲 | 一意性 | たとえ |
|---|---|---|---|
| グローバルIPアドレス | インターネット全体 | 世界中で一意 | 建物の住所 |
| プライベートIPアドレス | LAN内のみ | LAN内で一意 | マンションの部屋番号 |
プライベートIPアドレスとして使える範囲はあらかじめ決められており、代表的なものに 192.168.0.0〜192.168.255.255 や 10.0.0.0〜10.255.255.255 などがあります。
サブネットマスク
Section titled “サブネットマスク”1つのIPアドレスは、「どのネットワークに属しているか」を示すネットワーク部と、「そのネットワーク内のどの機器か」を示すホスト部の2つの部分から成り立っています。
この境界を定めるのがサブネットマスクです。サブネットマスクは、IPアドレスのどこまでがネットワーク部で、どこからがホスト部かを示す値です。
たとえば、IPアドレスが 192.168.1.10、サブネットマスクが 255.255.255.0 の場合、先頭の3つ（192.168.1）がネットワーク部、最後の1つ（10）がホスト部となります。同じネットワーク部を持つ機器同士は、同じネットワークに属していることを意味します。
試験で出るポイント
サブネットマスクは「IPアドレスのネットワーク部とホスト部の境界を定義するもの」と覚えましょう。具体的な計算問題はITパスポートではほとんど出ませんが、役割を正しく理解しておくことが大切です。
NAT ── プライベートIPとグローバルIPの橋渡し
Section titled “NAT ── プライベートIPとグローバルIPの橋渡し”家庭や企業のLAN内の機器はプライベートIPアドレスを使っていますが、インターネット上ではグローバルIPアドレスがないと通信できません。この問題を解決するのがNAT（Network Address Translation：ネットワークアドレス変換）です。
NATは、LAN内のプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する仕組みです。ルーターなどのネットワーク機器がこの変換を行います。
NATを使うことで、少ないグローバルIPアドレスを複数の機器で共有でき、IPv4のアドレス枯渇を緩和する効果もあります。
試験で出るポイント
NATは「プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを変換する技術」です。選択肢に「MACアドレスとIPアドレスの変換」などが混ざることがあるので注意しましょう。
ドメイン名 ── 人間にわかりやすい名前
Section titled “ドメイン名 ── 人間にわかりやすい名前”IPアドレスは数字の羅列であるため、人間にとっては覚えにくく扱いづらいものです。そこで、コンピュータやネットワークを人が識別しやすい文字列で表したものがドメイン名です。
たとえば、www.example.co.jp というドメイン名は、次のような階層構造になっています。
jp── トップレベルドメイン（国や種類を表す。日本はjp）co── 第2レベルドメイン（組織の種類。coは企業）example── 第3レベルドメイン（組織名）www── ホスト名（サーバーの役割を示す）
ドメイン名はWebサイトだけでなく、メールアドレス（例: [email protected]）にも使われています。また、ドメイン名は企業や団体だけでなく、個人でも取得できます。さらに、漢字やひらがなを使った日本語ドメイン（例: 総務省.jp）も存在します。
試験で出るポイント
「ドメイン名はWebだけでなくメールにも使われる」「個人でも取得可能」「日本語ドメインも存在する」はいずれも過去問で問われた内容です。固定観念で判断しないよう注意しましょう。
DNS ── ドメイン名とIPアドレスの変換
Section titled “DNS ── ドメイン名とIPアドレスの変換”人間はドメイン名を使いますが、コンピュータはIPアドレスで通信します。この2つを結びつける仕組みがDNS（Domain Name System）です。
DNSの役割は、ドメイン名をIPアドレスに変換する（またはその逆を行う）ことです。いわば、インターネット上の「電話帳」のような役割を果たしています。
私たちがブラウザに www.example.co.jp と入力すると、次のような流れで通信が行われます。
- ブラウザがDNSサーバーに「
www.example.co.jpのIPアドレスは？」と問い合わせる - DNSサーバーが対応するIPアドレス（例:
93.184.216.34）を返す - ブラウザはそのIPアドレスを使ってWebサーバーに接続する
この仕組みのおかげで、利用者はIPアドレスを意識することなく、覚えやすいドメイン名だけでWebサイトにアクセスできます。
試験で出るポイント
DNSは超頻出テーマです。「ドメイン名とIPアドレスの対応付けを行う仕組み」という定義を正確に押さえましょう。MACアドレスとの変換（これはARPの役割）と混同しないよう注意してください。
URL ── インターネット上のリソースの場所
Section titled “URL ── インターネット上のリソースの場所”URL（Uniform Resource Locator）とは、インターネット上にあるWebページやファイルなどの「場所」を一意に示す文字列です。日本語では「統一資源位置指定子」と訳されますが、「Webページのアドレス」と理解すれば十分です。
URLは、以下のような構造で構成されています。
https://www.example.co.jp/products/index.html| 部分 | 例 | 意味 |
|---|---|---|
| プロトコル | https | 通信方式（暗号化されたHTTP通信） |
| ドメイン名 | www.example.co.jp | 接続先のサーバー |
| パス | /products/index.html | サーバー内のファイルの場所 |
URLの構造は「プロトコル://ドメイン名/パス」と覚えておくとよいでしょう。プロトコル部分には https のほか、暗号化なしの http やファイル転送用の ftp などがあります。
インターネット通信の仕組みを支える主要な概念を整理しましょう。
| 用語 | 役割 |
|---|---|
| IPアドレス | インターネット上の機器を識別する番号 |
| IPv4 | 32ビットのIPアドレス規格（約43億個） |
| IPv6 | 128ビットのIPアドレス規格（IoT時代に対応） |
| グローバルIPアドレス | インターネット上で一意なアドレス |
| プライベートIPアドレス | LAN内で使うアドレス |
| サブネットマスク | ネットワーク部とホスト部の境界を定義 |
| NAT | プライベートIPとグローバルIPを変換 |
| ドメイン名 | 人間にわかりやすいネットワーク上の名前 |
| DNS | ドメイン名とIPアドレスを対応付ける仕組み |
| URL | インターネット上のリソースの場所を示す文字列 |
試験で出るポイント
この分野ではDNS・IPアドレス・ドメイン名が特に頻出です。DNSの役割（ドメイン名⇔IPアドレスの変換）、IPv4とIPv6の違い（ビット数・アドレス数）、グローバルIPとプライベートIPの使い分けを確実に理解しておきましょう。
過去問で実力チェック
Section titled “過去問で実力チェック”過去問に挑戦
Q. NATに関する次の記述中の a，b に入れる字句の適切な組合せはどれか。
NATは，職場や家庭のLANをインターネットへ接続するときによく利用され， [ a ] と [ b ] を相互に変換する。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | プライベートIPアドレス | MACアドレス |
| イ | プライベートIPアドレス | グローバルIPアドレス |
| ウ | ホスト名 | MACアドレス |
| エ | ホスト名 | グローバルIPアドレス |
- ア プライベートIPアドレス / MACアドレス
- イ プライベートIPアドレス / グローバルIPアドレス
- ウ ホスト名 / MACアドレス
- エ ホスト名 / グローバルIPアドレス
解答（令和元年）
正解: イ
Q. ネットワークにおけるDNSの役割として，適切なものはどれか。
- ア クライアントからのIPアドレス割当て要求に対し，プールされたIPアドレスの中から未使用のIPアドレスを割り当てる。
- イ クライアントからのファイル転送要求を受け付け，クライアントへファイルを転送したり，クライアントからのファイルを受け取って保管したりする。
- ウ ドメイン名とIPアドレスの対応付けを行う。
- エ メール受信者からの読出し要求に対して，メールサーバが受信したメールを転送する。
解答（令和元年）
正解: ウ
Q. PCに設定するIPv4のIPアドレスの表記の例として，適切なものはどれか。
- ア 00.00.11.aa.bb.cc
- イ 050-1234-5678
- ウ 10.123.45.67
- エ http://www.example.co.jp/
解答（令和2年）
正解: ウ
Q. インターネットで用いるドメイン名に関する記述のうち，適切なものはどれか。
- ア ドメイン名には，アルファベット，数字，ハイフンを使うことができるが，漢字，平仮名を使うことはできない。
- イ ドメイン名は，Webサーバを指定するときのURLで使用されるものであり，電子メールアドレスには使用できない。
- ウ ドメイン名は，個人で取得することはできず，企業や団体だけが取得できる。
- エ ドメイン名は，接続先を人が識別しやすい文字列で表したものであり，IPアドレスの代わりに用いる。
解答（令和3年）
正解: エ
Q. 膨大な数のIoTデバイスをインターネットに接続するために大量のIPアドレスが必要となり，IPアドレスの長さが128ビットで構成されているインターネットプロトコルを使用することにした。このプロトコルはどれか。
- ア IPv4
- イ IPv5
- ウ IPv6
- エ IPv8
解答（令和4年）
正解: ウ
Q. サブネットマスクの役割として，適切なものはどれか
- ア IPアドレスから，利用しているLAN上のMACアドレスを導き出す。
- イ IPアドレスの先頭から何ビットをネットワークアドレスに使用するかを定義する。
- ウ コンピュータをLANに接続するだけで，TCP／IPの設定情報を自動的に取得する。
- エ 通信相手のドメイン名とIPアドレスを対応付ける。
解答（令和5年）
正解: イ
Q. インターネットで使用されているドメイン名の説明として，適切なものはどれか。
- ア Web閲覧や電子メールを送受信するアプリケーションが使用する通信規約の名前
- イ コンピュータやネットワークなどを識別するための名前
- ウ 通信を行うアプリケーションを識別するための名前
- エ 電子メールの宛先として指定する相手の名前
解答（令和6年）
正解: イ
Q. インターネットに接続されているサーバが，1台でメール送受信機能とWebアクセス機能の両方を提供しているとき，端末のアプリケーションプログラムがそのどちらの機能を利用するかをサーバに指定するために用いるものはどれか。
- ア IPアドレス
- イ ドメイン
- ウ ポート番号
- エ ホスト名
解答（令和6年）
正解: ウ
Q. HTTPプロキシサーバの機能に関する記述として，適切なものはどれか。
- ア IPアドレス割当て要求をPCから受け付けて，割り当てるグローバルIPアドレスを返す。
- イ PCから，インターネット上のWeb サーバへの接続要求を中継役として受けてPCに代わって当該のWebサーバに接続し，送受信データを中継する。
- ウ WebサーバのURLに対応するIPアドレスを求める要求をPCから受け付けて，そのIPアドレスを返す。
- エ Webサーバのコンテンツが検索結果の上位に表示されるように，その Webサーバが管理するコンテンツを書き換える。
解答（令和7年）
正解: イ
Q. DNSの説明として，適切なものはどれか。
- ア IPネットワークに接続しようとするコンピュータに，IPアドレスなどを自動的に割り当てるプロトコルである。
- イ ブラウザとWebサーバ間の通信を暗号化して，セキュリティを高めるために利用されるプロトコルである。
- ウ ホスト名やドメイン名と，IPアドレスを対応付ける仕組みである。
- エ ホスト名やドメイン名と，MACアドレスを対応付ける仕組みである。
解答（令和7年）
正解: ウ