地図のここ
前回、同じ部屋の中での届け方——データリンク層(同じネットワーク内で届け先を決める仕組み)の世界を見た。名前(MACアドレス)を書いて、受付(スイッチ)に渡す。社内便。
今日は、色がついた駅——ルーターにズームする。
社内便は同じフロアでしか届かなかった。でも実際には、別のフロアの人にもメッセージは届いている。壁があるのに、どうやって?
別の部屋の相手には、どうやって届くの?

社内便では届かない
前回、同じ部屋の中での届け方を見た。名前(MACアドレス)を書いて、受付(スイッチ)に渡す。同じ部屋なら、それで届く。
でも実際には、別のフロアの人にもメッセージは届いている。会社のチャットで営業部の人とやりとりしている。メールも届く。YouTubeも見られる。壁の向こうどころか、世界の裏側とも繋がっている。
同じフロアの社内便では、これは無理だ。
別のフロアに届けるには 住所 が要る。そして住所を見て届けてくれる 郵便局 が要る。
ネットワークでは、住所が IPアドレス、郵便局が ルーター だ。
住所——IPアドレス
MACアドレスは「名前」だった。同じフロアで手渡すための情報。
ここからは、もうひとつの情報が主役になる——住所だ。
10.1.50.10 ——IPアドレスはこんな形をしている。前半(10.1.50)がネットワークアドレス、後半(.10)がそのネットワーク内の機器の番号。郵便番号と番地のようなものだ。
ただし「前半」と「後半」の区切りはどこなのか。それを決めている設定が サブネットマスク だ。「ここまでがネットワークアドレス、ここからが機器の番号」という境界線。PCはこの設定を見て、相手が同じネットワークにいるかどうかを判断している。サブネットマスクの読み方は、もう少し先で詳しく見る。
同じネットワーク(10.1.50.xx)にいる相手なら、同じフロア。前回見たように、MACアドレスとスイッチが届けてくれる。
一方、違うネットワーク(10.1.30.xx)の相手は、別のフロアにいる。社内便では届かない。郵便番号が違うのだから、郵便局に頼む必要がある。
ネットワークアドレスが同じか、違うか。PCはこの判断を自動的に行っている。同じなら社内便。違うなら、出口へ。
この判断がすべての起点になる。PCが「この相手は同じフロアにいるか、別のフロアか」を見分けるからこそ、次に何をすべきかが決まる。
出口——デフォルトゲートウェイ
住所はわかった。では、同じフロアにいるPCが、別のフロアにどうやって送るのか。
フロアには 出口 がある。
あなたのPCは、送り先のIPアドレスを見て判断する。「この住所は同じフロアか、それとも別のフロアか」。
同じフロアなら社内便(MACアドレスとスイッチ)でいい。別のフロアなら、出口に持っていく。
この出口が デフォルトゲートウェイ だ。
デフォルトゲートウェイは、ルーターのIPアドレスのこと。あなたのPCには「困ったらここに送れ」という出口の住所が設定されている。
もしこの設定がなかったら? 同じフロアの相手には届くが、別のフロアには一切届かない。YouTubeも見られない。出口がない部屋に閉じ込められた状態だ。ネットワークに繋がっているのにインターネットが使えないとき、ゲートウェイの設定ミスが原因であることは多い。
郵便にたとえるなら、家の近くのポスト。自分では届けられない遠くの宛先でも、ポストに入れれば郵便局が届けてくれる。ポストの場所を知らなければ、手紙は出せない。
道しるべ——ルーティング
出口(ゲートウェイ)に届いた。次は、ルーターの出番だ。
ルーターは郵便局のような存在だ。届いたパケットの宛先IPアドレスを見て、「この住所は、どっちの方向に送ればいいか」を判断する。
この判断に使うのが ルーティングテーブル ——道しるべの表だ。
「10.1.30.0 のネットワークは、こっちの出口に直接つながっている」「10.1.50.0 のネットワークは、こっちに直接つながっている」「それ以外は、上位のルーターに渡す」——ルーターは宛先を見て、表を引いて、正しい方向にパケットを送り出す。
この仕組みが ルーティング だ。
1台のルーターだけで完結しないこともある。郵便局が地域の集配局、県の中央局と中継するように、ルーターも次のルーターへとバケツリレーのように渡していく。YouTubeのサーバーに届くまでに、パケットは何台ものルーターを経由している。各ルーターは自分のルーティングテーブルだけを見て「次にどこへ渡すか」を決める。全体の道のりを知っている必要はない。目の前の道しるべに従って、次のルーターへ。その繰り返しで、地球の裏側にも届く。
ここで大事なことがある。宛先のIPアドレスは最後まで変わらない。封筒に書いた住所はそのまま。中継のたびに変わるのは「今、誰の手にあるか」——つまりMACアドレスだけだ。
ここで初めて、IPとMACの役割の違いがはっきりする。IPは最終宛先——届けたい相手の住所。MACは今この区間で渡す相手——今手渡す配達員の名前。役割が違うから、2つ必要だったのだ。
郵便の封筒にたとえるなら、住所(IP)は封筒に印刷された宛名。配達員の名前(MAC)は、中継地点ごとに変わる引き継ぎ伝票のようなものだ。封筒の宛名は最後まで変わらないが、誰が持っているかは場所ごとに変わる。
郵便で届く世界
別の部屋に届く仕組みが見えた。
住所がなければ遠くに届かない。そこで IPアドレス がある。自分では届けられない遠くの宛先には デフォルトゲートウェイ(出口)を通す。出口に届いたパケットは、ルーター が ルーティング で正しい方向に送り出す。
全部「郵便」の仕組みだ。住所を書いて、ポストに入れて、郵便局が届ける。
前々回の物理層は「道」。前回のデータリンク層は「届け先」。今回のネットワーク層は「住所」。道の上を、名前を付けて、住所を書いて、郵便局が届ける。層が積み重なっている。
ここまでの3つの世界で、データを物理的に運び、同じ部屋で届け、別の部屋にも届けられるようになった。でも「届いた」だけでは、まだ何も始まらない。
次の世界へ
別の部屋にも、別のビルにも、世界の裏側にも——住所とルーティングがあれば届く。
しかし、「届いた」だけでは動画は見えない。
YouTubeのサーバーにパケットが届いたとして、「動画をください」とどうやって頼むのか。どんな約束で会話するのか。
次は、会話の世界 を見てみよう。