サーバーにもIPアドレスが必要な理由

サーバーは、Webページ、ファイル、メール、名前解決などの サービスをほかの機器へ提供します。

しかし、クライアントが「Webページを見せてください」と要求しても、 ネットワーク上のどの機器へ届ければよいか分からなければ通信できません。

そこで使われるのがIPアドレスです。

IPアドレスには送信元と宛先がある

ネットワークで送られるIPパケットには、主に次の情報が含まれます。

住所に置き換えると分かりやすい

IPアドレスは、ネットワーク上の住所に例えられます。

クライアントがサーバーへ通信する流れ

ブラウザからWebサーバーへ接続する場合を例に、 IPアドレスが使われる流れを確認します。

1. 利用者がWebサイトを指定する ブラウザへURLを入力するか、リンクをクリックします。
2. DNSでサーバーのIPアドレスを調べる ドメイン名を使用している場合は、DNSへ問い合わせて 接続先のIPアドレスを取得します。
3. 宛先IPアドレスを設定する クライアントは、取得したサーバーのIPアドレスを パケットの宛先IPアドレスとして設定します。
4. ネットワーク機器がデータを転送する スイッチやルーターが、宛先情報を使ってデータをサーバーまで運びます。
5. サーバーが要求を処理する Webサーバーは、クライアントから届いたHTTPまたはHTTPSの要求を処理します。
6. サーバーがクライアントへ応答する サーバーは、元の送信元IPアドレスへWebページのデータを返します。

IPアドレスとポート番号の違い

サーバーへ通信するときは、IPアドレスだけでなく ポート番号も使用されます。

この2つは似ているように見えますが、役割が異なります。

1台のサーバーで複数のサービスを提供できる

1台のサーバーでは、複数のアプリケーションが同時に動作できます。

たとえば、次の宛先は同じサーバーを示しています。

IPアドレスでサーバー本体を特定し、 ポート番号でサーバー上のサービスを特定します。

ドメイン名があってもIPアドレスは必要

Webサイトへアクセスするとき、通常はIPアドレスを直接入力せず、 it-jump.comのようなドメイン名を使用します。

そのため、「ドメイン名があればIPアドレスは不要なのでは」と 思うかもしれません。

しかし、ドメイン名は人が覚えやすくするための名前です。 実際にパケットを届けるときにはIPアドレスが使用されます。

DNSの登録先が古いと接続できない

サーバーのIPアドレスを変更したのに、 DNSへ古いIPアドレスが登録されたままだと、 クライアントは古い接続先へ通信してしまいます。

サーバーで固定IPが使われる理由

クライアント端末では、DHCPからIPアドレスを自動取得することが一般的です。

一方、サーバーでは、IPアドレスを固定して使用することが多くあります。

IPアドレスが変わると接続先が分からなくなる

サーバーのIPアドレスが頻繁に変わると、 クライアントや周辺機器が正しい接続先を判断できなくなる可能性があります。

固定方法は2つある

サーバーにはグローバルIPが必要なのか

サーバーにIPアドレスが必要だからといって、 すべてのサーバーにグローバルIPアドレスが必要なわけではありません。

社内サーバーはプライベートIPで利用できる

社内のファイルサーバーや業務システムなど、 社内ネットワークからだけ利用するサーバーには、 プライベートIPアドレスを設定できます。

インターネット公開でもサーバー自身がグローバルIPを持たない場合がある

インターネットから利用されるサービスでも、 Webサーバー本体にはプライベートIPしか設定されていない場合があります。

その場合は、NAT、ロードバランサー、リバースプロキシなどが インターネット側の通信を受け付け、内部のサーバーへ転送します。

同一ネットワークと異なるネットワークの通信

クライアントとサーバーのネットワークが同じか異なるかによって、 データの届け方が変わります。

同じネットワーク内にある場合

クライアントとサーバーが同じネットワークに所属している場合、 クライアントはARPを使ってサーバーのMACアドレスを調べ、 基本的に直接データを送ります。

異なるネットワークにある場合

クライアントとサーバーが異なるネットワークに所属している場合、 クライアントはデータをデフォルトゲートウェイへ渡します。

ルーターは宛先IPアドレスとルーティングテーブルを確認し、 サーバー側のネットワークへデータを転送します。

1台のサーバーが複数のIPアドレスを持つ場合

初級段階では「1台の機器に1つのIPアドレス」と考えても問題ありません。

ただし、実際のサーバーは、複数のネットワークインターフェースや 複数のIPアドレスを持つことがあります。

127.0.0.1は自分自身を表す

サーバーやパソコンには、 127.0.0.1という特別なIPv4アドレスがあります。

これはループバックアドレスと呼ばれ、 その機器自身を表します。

アプリケーションがサーバー内部だけで通信するときなどに使われますが、 別の機器から127.0.0.1へ接続して、 そのサーバーへ到達することはできません。

サーバーへ接続できないときの確認項目

サーバーへ接続できない原因は、 サーバーのIPアドレス設定だけとは限りません。

次の順番で確認すると、原因を整理しやすくなります。

1. サーバーのIPアドレスを確認する 想定したIPアドレスが設定されているか、 IPアドレスが重複していないかを確認します。
2. サブネットマスクを確認する ネットワークの範囲を正しく判断できる設定か確認します。
3. デフォルトゲートウェイを確認する 別ネットワークへ応答を返すためのルーターが正しく設定されているか確認します。
4. ネットワークインターフェースを確認する LANケーブル、リンク状態、仮想NIC、無効化の有無などを確認します。
5. サーバーのサービスが動作しているか確認する WebサーバーやSSHなど、利用したいサービスが起動しているか確認します。
6. ポート番号の待ち受けを確認する サービスが想定したIPアドレスとポート番号で 接続を待ち受けているか確認します。
7. ファイアウォールを確認する サーバー側やネットワーク側のファイアウォールで 通信が拒否されていないか確認します。
8. DNSの登録を確認する ドメイン名から正しいサーバーIPアドレスが返っているか確認します。

代表的な確認コマンド

Windowsではipconfig、 Linuxではip addrなどを使ってIPアドレスを確認できます。

ポートの待ち受け状態は、 Windowsではnetstat、 Linuxではssなどで確認できます。

サーバーのIPアドレスに関するよくある勘違い

自分の言葉で説明する課題

最後に、次の質問へ自分の言葉で答えてください。