グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスとは？

グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスの意味

グローバルIPアドレスは、インターネット上で世界中どこからでも一意に識別できるIPアドレスであり、重複しないよう管理団体によって割り当てが管理されている。一方プライベートIPアドレスは、社内LANや家庭内ネットワークなど、特定の閉じたネットワークの中だけで自由に使えるIPアドレスであり、異なる組織のネットワーク同士で同じアドレスが使われていても問題にならない。プライベートIPアドレスを使う機器がインターネットにアクセスする際は、NATやNAPTによってグローバルIPアドレスへの変換が行われる。こうした使い分けにより、限られたグローバルIPアドレスを節約しながら多数の機器をインターネットに接続できる。

グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスの具体例

家庭内のパソコンやスマートフォンにはそれぞれプライベートIPアドレスが割り当てられ、ルータが持つ1つのグローバルIPアドレスを介してインターネットに接続する。

グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスは試験でどう引っ掛けられる？

プライベートIPアドレスは複数の異なるネットワークで重複して使われても問題ないが、グローバルIPアドレスは世界で重複してはならない点が問われやすい。

グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスと関連する用語

• NAT
• サブネットマスク

グローバルIPアドレス・プライベートIPアドレスが出た過去問

• インターネットとの接続において、ファイアウォールのNAPT機能によるセキュリティ上の効果はどれか。

  正解：内部ネットワークからインターネットにアクセスする利用者PCについて、インターネットからの不正アクセスを困難にすることができる。

  要点：NAPTは内部アドレスを隠し外部からの直接アクセスを困難にする

  NAPT（IPマスカレード）は、内部の複数の私用IPアドレスを1つのグローバルIPアドレスとポート番号の組に変換する機能である。内部から外部への通信をきっかけに変換表が作られるため、外部から内部の個々のPCを名指しで指定することができず、インターネット側からの不正アクセスが困難になるという副次的な効果が得られる。

  出典：令和1年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問12（IPA）

• プライベートIPアドレスを割り当てられたPCがNAPT(IPマスカレード)機能をもつルータを経由して、インターネット上のWebサーバにアクセスしている。Webサ…

  正解：宛先IPアドレスと宛先ポート番号が書き換えられる

  要点：NAPTは往路で送信元、復路で宛先のIPとポートを書き換える

  NAPTは、内部のプライベートIPアドレスとポート番号の組を、グローバルIPアドレスと別のポート番号の組に変換する。Webサーバから戻ってくる応答パケットでは、宛先がルータのグローバルIPアドレスとその変換済みポート番号になっているため、ルータはこれを本来のPCのプライベートIPアドレスと元のポート番号に書き戻す。したがって書き換えられるのは宛先IPアドレスと宛先ポート番号である。

  出典：令和1年度 春期 高度共通_午前I試験 am1 問10（IPA）

• TCP, UDPのポート番号を識別し、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスとの対応関係を管理することによって、プライベートIPアドレスを使用するLA…

  正解：NAPT

  要点：NAPTはIPとポートを組で変換し1つのグローバルIPを共有する

  NAPT（IPマスカレード）は、プライベートIPアドレスとポート番号の組を、1つのグローバルIPアドレスと重複しないポート番号の組に変換して対応表で管理する仕組みである。ポート番号で通信を区別するため、LAN内の複数端末が1つのグローバルアドレスを共有してインターネットへアクセスできる。IPアドレスだけを1対1で変換するNATとの違いはここにある。

  出典：令和2年度 10月 高度共通_午前I試験 am1 問11（IPA）

• 家庭内で、PCを無線LANルータを介してインターネットに接続するとき、期待できるセキュリティ上の効果の記述のうち、適切なものはどれか。

  正解：IPマスカレード機能による、インターネットからの侵入に対する防止効果

  要点：IPマスカレードは外部から内部機器を直接指定させない

  IPマスカレード（NAPT）は、LAN内の複数のプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに変換して通信する仕組みである。外部からはLAN内の個々の機器を直接指定できず、内側から始まった通信への応答しか通らないため、結果的にインターネット側からの侵入を受けにくくなる。

  出典：令和4年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問15（IPA）

• 自社の中継用メールサーバで、接続元IPアドレス、電子メールの送信者のメールアドレスのドメイン名、及び電子メールの受信者のメールアドレスのドメイン名から成るログを…

  正解：接続元IPアドレス:BBB.45.67.89、送信者ドメイン:a.b.d、受信者ドメイン:a.b.e

  要点：外部から外部へ中継させてしまう状態が第三者中継

  第三者中継とは、自組織と無関係な外部から外部へのメールを自社のメールサーバが転送してしまう状態である。接続元が社外のグローバルIPアドレスで、送信者ドメインも受信者ドメインも他社のものである組合せが該当する。社内からの送信や、自社宛の受信は正常な利用にあたる。

  出典：令和5年度 秋期 高度共通_午前I試験 am1 問13（IPA）