インターネットの素朴な疑問

質問

自分なりに調べているのですが
どうもすっきりしないのでここで質問させてもらいます
（質問内に書かれているの知識が間違って書かれ
　ていたらスミマセンが改正お願いします）

質問ですが
(1)IPアドレスと言うのは同じアドレスが
　　重複することが無いと聞いたのですが
　　一般のプロパイダなんかと契約している人が
　　世界中に居るわけですから
　　なんとなくIPアドレスが足りないような
　　気がしますプロパイダはユーザーに
　　どうやってアドレスを割り当てているのですか

(2)仮に自宅のマシンにIPが10.10.10.10を割り当て　
　　られたとして、そのＰＣがIP20.20.20.20に
　　アクセスしようとしましたルーティングテーブル
　　と言うのを参照して20.20.20.20のアドレスまで
　　辿り着く思うのですが
　　ルーターと言うのは基本的にルーターに
　　接続している隣のルーターのアドレスしか
　　知らないと聞きました
　　なんか下手したら20.20.20.20のアドレスを
　　知っているルーターに出会わずに
　　同じ所をグルグルまわって
　　辿り着かないよな気がするのですが
　　どうなってるんでしょう？

(3)プロパイダはダイアルアップなどで電話線を
　　経由して一般ユーザーのＰＣとつながっていますが
　　プロパイダは他社のルーターなどと物理的に
　　どういう風に接続されているのでしょうか
　　（とてつもなく長いＬＡＮケーブルで
　　　それぞれつながっているんでしょうか）

以上
よろしくお願いします

回答No.5

donnamartin

この質問に対する回答ではないです。
失礼を重々承知で、以前okbさんが質問されていた「こんな彼女とどうせっしたらよい？」（締切済）にお返事を書かせてください。（削除されず届けばいいのですが・・）
質問内容を拝見し、状況が私と完全一致するので、私の彼氏が相談したんだと思い頭が真っ白になりました。彼女の行動パターン１から９やテニスの話まで全て、全く同じです。内容を全て読んだ途端は、いつも優しく対応してくれる彼氏が実は悩んでいたのか、と少しショックでした（＾＾；）。
で、思ったのは、私（そしておそらく彼女さんも）は、人より感情の起伏が激しく傷つきやすいことを自覚しながら、そんな自分と戦って人前では皆に協調したいと強く願うあまり、その分失敗したときの落ち込みも大きいです。
（私の場合過去に気が強すぎて人を傷つけた経験があり、こんな自分は駄目だと強く思い、何時の間にか、勝手に脳が自虐的にマイナス思考になり人のささいな表情に傷ついたりするようになった気がします）
で、その自分を完全に優しく受け止めて、安心させてほしくて、さらに、社会で表情を崩さず（？）がんばってきた分まで甘えたくて、彼氏の前で大泣きしたり文句ばかり言ってしまったりします。心の中の不安材料やわだかまり全てを吐き出すと少し楽になるので、そういうときは、とことん自分の悪いところを露呈したり、独特の悪循環の話っぷりになります。
で、その後はまたさっぱりとして、彼氏の知らない割と普通な日常に戻っていくのです。
だから、彼氏から見ると、家での神経質で過敏な姿ばかりが印象に残るんだ、ということを、私も質問を読んで認識し反省しました。
どうか、家での偏屈っぷりに対しては、今のままおおらかに、「また辛い事があったんやな、ヨシヨシ可哀想に」という具合に慰めてあげてください。聞いてくれて受け止めてくれるだけで、かなり安心します。彼女自身が話の悪循環から抜け出せず、一見全く解決してあげられない話でも、聞いてもらった後は少し楽になっているんです。そのおかげで外で元気でいられます。だから外では案外普通の人です。
「別れる」という言葉は「こんな私でも見捨てないということを言葉で言ってほしい」ということです。こんなところさらけ出せる彼氏がいて、彼女さんや私は幸せです。どうか悩まず、見守ってその度に悩みに対するアドバイスなどをください。特別変わった人なのではなく、okbさんに頼り切っているだけなんだということを、どうしても伝えたかったんです。
だからといって何を言っても甘やかしてほしいというのではなく、叱ってくれても、間違いを指摘をしてくれてもいいんです（ただしそれ以上傷つかないように優しく（＾＾；）。要はどんな私でも見捨てず受け止めてくれる人が側にいると確認し、安心したくて、回りくどく、泣いたりしてしまいます。ご迷惑おかけします・・・。これからもお願いします、ときっと彼女さんも思っています。私も思っていますので、きっとです！

回答No.4

rx-78gp03

No.3です。
補足されている部分に回答します。
但し、この辺りの仕様ははっきり言って公開されていないものが多いのでかなり予測が入ってしまう事をご了承下さい。
まず、日本に割り当てられているIPアドレスは決まっています。但し、全て連続した範囲ではないかも知れません。
＞プロパイダは（ＡＤＳＬやダイアルアップも含めて）ユーザーが増えるたびに
＞新しいグローバルＩＰアドレスを取得しているのですか？
については、IPアドレスは1つ単位ではなくクラスと呼ばれる単位でJPNICに申請して割り当てを受けます(クラスCで255個、クラスBだと・・スミマセン忘れました。)。プロバイダその規模によってクラスCを複数、クラスB、クラスA辺りを持っているはずです。ユーザーにはこのうちの1つ(又は複数)をレンタルしている形になります。現在は分かりませんが、昔はケーブルテレビの多くはプライベートIPをユーザーに渡して、局側でNAT変換する形も多かったようです。
ちなみに現時点では多分日本に割り当てられたグローバルIPの空きは殆ど無いため、これからIP申請をしてプロバイダを開始する事は無理そうです。
＞新しいＩＰアドレスが発行される事に 世界中のプロパイダのルーターは書き換えられていると言うことなのでしょうか？
これについては多分プロバイダのルータではなくIXのルータが知っているのだと思います。プロバイダのルータは自分の知らないアドレスについてはIXに流すだけでしょう。
又、全てのIPアドレスは既にあるべき国が決まっていますので新しいIPアドレスが追加される事はありません(現在使われていないアドレスでも割り当ては既に決まっていますので)。その他にルータ同士が自分の知っているアドレス同士を交換する機能もあります(RIPやEIGRP)。これを使っている可能性もあります(普通に考えるとちょっと考えにくいですが)。
ルーティング経路の判断については、上記のようにアドレスの場所は既に決まっていますので静的に指定する事も可能だと思われますが、その他に各ルータ(多分各国のIX)間にコストとう物を設定して最小のコストで行き先を自動で判断できるルータもありますので、どちらを使用しているかは分かりません。
最適経路の選択についてはNo.3の回答にも書きましたが全ての国で上記のような対策を取っていない場合もあるようで(昔は間違いなくありましたが、今は分かりません)、メールの送信に２日ぐらいかかることも結構ありました。

うーん、今回もやっぱり分かりづらい説明になってしまいましたね・・・

回答No.3

rx-78gp03

(1)については既に適切な回答が出ていますので、ちょっと余談を・・・
現状(ipv4)で41億個のグローバルアドレスがあり、それを各国で分け合っています。世界人口が40億人ですから足りそうな気もしますが、実は人口に比例したアドレスの割り振りではないため(北米だけで41億のアドレスの半数近くが割り当てられている)近い将来ipアドレスが足りなくなることを予見してipv6の導入が進められています。
(2)と(3)は纏めて説明します。
各プロバイダ同士はインターネット黎明期はお互いに接続し合っていたのですが、現在のようにプロバイダが数多くなってくると、お互いの接続を確保するのが大変になります。そこでインターネットエクスチェンジ(IX)と呼ばれるプロバイダのプロバイダを経由して接続する形が一般的です。実際には、メタル・光(これらは海底ケーブルの場合もあります)・衛星と言った様々な方法で接続されています。これは日本だけでなく世界各国が同じような仕様です。
つまり、プロバイダ内でルーティング経路が見つからない場合はIXへデータが流れIX同士は世界中のIXと繋がっていますから、グルグル回り続ける事はありません。但し、IXが整備されていない国(今でもあるのか分かりませんが・・・)を経由する場合は、設計上同じところを回り続けることはありませんが、ルーティングの効率が悪く、異様に時間がかかることはあるかもしれません。(と言うか昔はありましたけど・・・)

ちょっと、説明が下手な部分があると思いますが、分かりにくかったら補足してください。

お礼

回答ありがとうございます
皆さんからの回答で
さらに疑問がわきましたので
補足に書かせてもらいます
よろしければ、もう少しお付き合い願いますでしょうか

補足

#1のjanis999さんの回答で
>IANAから日本で使っていいIPアドレスの範囲をJPNICがもらい、
>もらったアドレスを細分化して日本のプロバイダーに渡しているのが現状です。
日本で使っていいIPアドレスの範囲がどの程度の数か分かりませんが
割り当てが決まっているのであれば
プロパイダは（ＡＤＳＬやダイアルアップも含めて）ユーザーが増えるたびに
新しいグローバルＩＰアドレスを取得しているのですか？
それとも
#2のdenshaさんの回答に書かれていることに思ったのですが
プロパイダに契約している人にはプロパイダの「プライベートIP」
と言うのを割り当てているのでしょうか？

#1のjanis999さんの回答で
>プロバイダーで使っているルーターは、
>基本的に全てのIPアドレスを知っています
世界中のアドレスにどの経路でいけば良いのか
をすべて把握しているのですか？
新しいＩＰアドレスが発行される事に
世界中のプロパイダのルーターは書き換えられていると
言うことなのでしょうか？

#2denshaさんの回答で
>ある１つのネットワークから来たパケットを、そのIPアドレスに
>基づいて適切なネットワーク媒体上へ送出する
>（IPフォワードする）という役目を持っています。
仮にアドレス30.30.30.30に接続したいデータがルータに来たとします
そのルーターのルーティングテーブルには
40.40.40.40と50.50.50.50しか記録されていなかったとすると
どちらが適切と判断して送信するのでしょうか？
そのルーターにとっては40.40.40.40と50.50.50.50のどちらが
30.30.30.30に近い経路なのかは分からないと思うのですが

回答No.2

densha

(1)日本国の東京都○○区○○１-2-3○○マンションは世界に一つですが、
１０１号室は世界中にいくつもあります。
上記の番地がグローバルIPに相当し、
１０１号室がプライベートIPに相当します。
よって、代表的な192.168.1.1と言うIPはいくつも存在します。
電話番号と内線番号の様な関係です。
重複しない（同時に２つ存在しない）IPというのは、
グローバルIPの事だと思います。

(2)ココで言うルータとは、ブロードバンドルータの事ではなく
ＩＰルータの事だと思うのですが、
IPルータには、通常、２つ以上のネットワークの物理媒体が接続されており、ある１つのネットワークから来たパケットを、そのIPアドレスに基づいて適切なネットワーク媒体上へ送出する（IPフォワードする）という役目を持っています。
(http://yougo.ascii24.com/gh/09/000995.html)
とある通り、インターネットに繋がっている（グローバルＩＰを取得している）以上は、どんなに遠いサーバにでも繋がります。
そのための(1)のグローバルIP（重複しないIP）です。

(3)に関しては、（詳細は知らないので自信はないのですが）上位サーバを介して繋がっています。
やや乱暴な言い方ですが、メタルやファイバーの巨大で長いＬＡＮケーブル(笑)の様なモノで繋がっています。（衛星回線であることもあるでしょう）
・・・と言うより、プロバイダの為のプロバイダがあるという方がわかりやすいでしょうか？
会社や自宅のＬＡＮで、ダイアルアップルータやブロードバンドルータを使って１つの契約（１つの回線）で複数台のＰＣでネットを利用する、
同様に、プロバイダも複数の契約者をまた上位に繋ぐ・・・そういう事です。

お礼

回答ありがとうございます
皆さんからの回答で
さらに疑問がわきましたので
#3の補足に書かせてもらいます
よろしければ、もう少しお付き合い願いますでしょうか

回答No.1

janis999

okbさん、こんばんは！
早速、ご質問のあった３点について知っている範囲で回答します。
（１）の回答
IPアドレスを管理しているIANAという機関があります。その機関が世界中のIPアドレスを管理しています。日本ではJPNICという機関がIPアドレスを管理しています。JPNICはIANAの子供みたいなものです。
結論をいうと、IANAから日本で使っていいIPアドレスの範囲をJPNICがもらい、もらったアドレスを細分化して日本のプロバイダーに渡しているのが現状です。
プロバイダーのユーザーへのIPアドレスの割り当ては使っていないアドレスを渡していきます。世界中の人が同時にインターネットをするとIPアドレスが足らなくなるかもしれませんが、それは現在のところありません。しかし、近い将来にインターネットを使って、家のエアコンの電源を入れたり、冷蔵庫の中身を遠隔で知ったりするには、そういう家電にもIPアドレスが必要となりますので、そのための新しいアドレスの考え方が既に出来ています。現在のインターネットはIPv4といいます。次の時代はIPv6といい、現在のIPv4のアドレス数に２の９６乗をかけた数のアドレスが使用可能となります。約３４０潤です。（潤は億とか万という単位です）

（２）の回答
プロバイダーで使っているルーターは、基本的に全てのIPアドレスを知っています。ご質問にあったとおり、20.20.20.20に通信するには、どの隣のルーターにパケットを渡してあげれば良いか、ということを知っているので、隣に渡すとまた隣に・・・という感じで世界のインターネットは繋がっています。

（３）の回答
プロバイダー同士をつないでいる線は、みなさんのパケットを運ぶために、大きな帯域が必要です。ですので、LANケーブルのような細いケーブルではなく、大容量の光ケーブルなどで接続しています。
全てのプロバイダー同士が繋がっているととんでもないネットワークとなってしまうため、大きなプロバイダーが小さなプロバイダーをいくつもつなげて成り立っています。

以上で回答を終わります。
もっと詳しく説明してもいいですが、とてつもなく大きな話となりますので、この辺で終わりにします。
それでは失礼します。

お礼

回答ありがとうございます
皆さんからの回答で
さらに疑問がわきましたので
#3の補足に書かせてもらいます
よろしければ、もう少しお付き合い願いますでしょうか