パブリックIPとプライベートIPの違いを理解する
端末とウェブサイトでIPアドレスが異なる理由を、プライベート範囲、NAT、パブリック到達性、そして実際に重要なセキュリティ制御から説明します。
同じローカルな参照先でも、別々のネットワークで利用できます。外部から宛先に到達するには、より広い文脈に合った条件も必要です。
ノートパソコンには192.168.1.5と表示されるのに、IPアドレスを確認するウェブサイトには別のアドレスが表示されることがあります。どちらも正しい場合があります。一方はネットワーク内でノートパソコンを識別するアドレスで、もう一方は、そのウェブサイトへ到達する接続上でウェブサイトから見えるアドレスです。
同じ部屋番号が別々の建物に存在できる
二つのホテルが、どちらも205号室を持つことはあります。部屋番号だけで荷物を届けようとするまでは混乱しません。プライベートIPv4アドレスも、定義されたネットワーク内ではほぼ同じように機能します。自宅と隣人の家が、どちらも192.168.1.5を使うことができるのです。
IPアドレスは、ルーティングの文脈における通信のためにネットワークインターフェースを識別します。人や端末の恒久的な身元ではありません。スマートフォンはWi‑Fiとモバイルデータで異なるアドレスを持つことがあり、そのアドレスも変わり得ます。
どのアドレスがプライベートなのか
RFC 1918は、プライベートネットワーク向けに三つのIPv4範囲を確保しています。
10.0.0.0–10.255.255.255（10.0.0.0/8）172.16.0.0–172.31.255.255（172.16.0.0/12）192.168.0.0–192.168.255.255（192.168.0.0/16）
これらは、グローバルに一意な割り当てを申請しなくても、プライベートネットワーク内で使えます。パブリックインターネットを越えてルーティングされることは想定されていません。172の一部だけがプライベートであることに注意してください。172.32.0.1はその範囲外です。
アドレスの再利用にはコストもあります。二つのオフィスが同じサブネットを使い、その後VPNで接続すると、ネットワークは宛先がどちらのオフィスに属するのか判断できないことがあります。番号の振り直しや、慎重に計画した変換によって重複を解消できますが、VPNだけでは解決しません。
プライベート端末がパブリックサービスへ到達する仕組み
一般的な家庭のIPv4接続では、ルーターがプライベートアドレスからパブリックアドレスへ送信トラフィックを変換し、各応答を正しい端末へ戻すために必要なポートを記録します。これは通常NAPTであり、しばしばNATと呼ばれます。ウェブサイトから見えるのは、この変換後の送信元アドレスです。NATガイドでは、この処理を通る接続を追っています。
プロバイダーがキャリアグレードNATでさらに変換することもあり、その場合、複数の顧客がウェブサイトから見えるパブリックアドレスを共有します。100.64.0.0/10は、この目的のための共有アドレス空間で、三つのRFC 1918範囲とは別物です。したがって、ルーターのWANアドレスが必ずしもパブリックアドレスとは限りません。
パブリックだから開放されているわけではなく、プライベートだから安全でもない
パブリックアドレスはグローバルルーティングに参加できます。それでも実際にアクセスできるかは、広告された経路、稼働中のサービス、ネットワークのファイアウォール規則に左右されます。パブリックアドレスはプロバイダーやレジストリを通じて調整されますが、すべてがISPから直接割り当てられるわけではありません。
プライベートアドレスは暗号化でもセキュリティポリシーでもありません。侵害されたノートパソコン、外部に露出したアプリケーション、過度に許可されたVPNがあれば、内部システムへ到達できる可能性があります。NATは未承諾接続が成立するかどうかに影響しますが、誰にアクセスを許可すべきかを決めるのはファイアウォールポリシーと認証です。
また、プライベート範囲の外にあるすべてのアドレスがパブリックというわけでもありません。別の特別用途を持つ範囲もあります。たとえば203.0.113.25はドキュメント用の範囲に属します。例では便利ですが、実際にパブリック到達可能なサーバーアドレスではありません。
ネットワークにとっての意味
通常のウェブ閲覧では、変換を伴うプライベートアドレス方式がうまく機能することが多いでしょう。サービスをホストしたり二つのネットワークを接続したりするなら、そのアドレスがどこで有効なのか、どこで変換されるのか、どの接続が許可されるのかを確認してください。単にIPがパブリックかプライベートかを尋ねるより、こうした問いのほうが役に立ちます。
ここで挙げたのはIPv4の例であり、IPv6には独自のアドレススコープがあります。番号資源へのアクセスを誰が管理するのかという、より広い問いについては、Lu HengのNote 29で、運用者の自律性と移転可能なIPv4資産を主張しています。