ここでは、インターネットプロトコル（IP）について解説します。最初は IP パケットについて解説します。次に、パケットがアドレス指定される仕組みについて解説し、最後にネーミングについて解説します。これは、名前がアドレスに変換されるメカニズムです。Web プロトコルのプレゼンテーションは、既にご覧いただいていることと思います。
以前に Web プロトコル、HTTP、HTTPS について解説した際に、Web プロトコルには要求メッセージと応答メッセージが含まれることを説明しました。これらのメッセージがインターネット上を移動するためには、メッセージを封筒に入れて、封筒にアドレスを明記する必要があります。このプロセスは、お馴染みの郵便に例えることができます。妹に手紙を送るとき、手紙の上部に「To Joanna」と宛名を書いただけでは、郵便局に出せません。手紙を封筒に入れ、封筒に宛先を明記しなくてはなりません。インターネットの世界では、これらの封筒をパケットと呼びます。パケットがアドレス指定される仕組みについては、このあと解説します。また、パケットのサイズには上限があるので、メッセージが長い場合は複数のパケットに分割する必要があります。
この仕組みについては、また例を挙げて解説します。アドレスバーにアドレスを入力したり、リンクをクリックしたりして開始したときをイメージしてください。このとき、ブラウザーは暗号化された要求メッセージを Web サーバーに送信します。ここで、暗号化された要求メッセージが送信されるステップを詳しく解説します。
まず、新しいパケットを作成して、アドレスを指定する必要があります。この例では、送信先が Apple Web サーバーで、送信元が私のノート PC です。もちろん、実際のインターネットアドレスはこのようなものではありません。後ほど詳しく説明します。これで、暗号化された要求メッセージをパケットに含めることができます。その後、パケットを送信先の「Apple Web サーバー」に送信できます。
Apple Web サーバーでは、パケットを受信すると、メッセージをパケットから取り出して、復号化と読み取りを行います。
暗号化された応答でも、まったく同じプロセスが実行されます。この例では、暗号化された応答が大きすぎて 1 つのパケットに収まらないため、2 つに分割されています。
IP はネットワーク層プロトコルであるということがポイントです。IP の役割は、パケットのデータをインターネット経由で送信元から送信先まで転送することです。
IP がパケットのアドレス指定方法を指定します。
IP が最大パケットサイズを指定します。
ただし、IP がパケットの中身を指定したり制限したりすることはありません。これは重要なポイントです。
IP パケットの中身には、次のようなものがあります。
Web 要求／応答メッセージ
ボイスオーバー IP（VoIP）
リアルタイムストリーミング
電子メールメッセージ
ドメイン・ネーム・システム（DNS）の要求／応答メッセージ
これらはすべて、アプリケーション層プロトコルの例です。
階層化は、通信プロトコルの重要な概念です。アプリケーションエンドポイントでは、アプリケーションプロトコルを伝達および解釈します。たとえば、
Web ブラウザーと Web サーバーでは、HTTP や HTTPS を伝達および解釈
電子メールリーダーやサーバーでは、SMTP（シンプル・メール・トランスファー・プロトコル）と呼ばれる電子メール転送プロトコルを伝達および解釈
しかし、ルーターなどのネットワーク要素では、これらのプロトコルを伝達および解釈する必要がありません。インターネットプロトコルさえ伝達および解釈できればよいのです。アプリケーションはパケットの内部を確認し、ネットワーク要素は外部を確認します。もう一度、郵便の例で見てましょう。妹に手紙を出す場合、自分達だけがわかる秘密の言語で手紙を書いても、手紙を封筒に入れ、封筒に宛先を明記すれば、郵便局員はその手紙を問題なく配達できます。妹と私は封筒の中を見ますが、郵便局員は外側しか見ません。
このような階層の分離は、大きなイノベーションをもたらしました。この時点で、数千ものアプリケーション層プロトコルが存在し、リンク層プロトコルも数多く存在しています。リンク層は、イーサネット、Wi-Fi、携帯電話などの物理接続と考えてください。ただし、ネットワーク層プロトコルは 1 つだけです。これが IP です。
新しいアプリケーションは、IP 上で簡単に階層化できます。新しいアプリケーションプロトコルは誰でも作成できます。メッセージを IP パケットに含めることさえできれば、インターネット上で機能します。ルーターなどのネットワーク要素を変更する必要はありません。その良い例が、WWW（World Wide Web）です。IP とインターネットが誕生したとき、WWW はまだありませんでした。その後、Tim Berners-Lee 氏によって WWW が考案されましたが、その際、新たに発明された要求／応答メッセージを IP パケットに含める必要がありました。IP やインターネットを変更する必要はなく、すべてうまくいきました。
同様に、新たなリンクテクノロジーは下に階層化することができます。誰でも新たなリンクテクノロジーを考案できます。IP パケットを運ぶことさえできれば、インターネットの一部となって、どんなアプリケーションでも運ぶことができます。例としては、Wi-FiやIPoACがあります。
IPoAC をご存じですか？「IP over Avian Carrier（鳥類キャリアによる IP）」の略です。これは実際にあった規格案で、その日付が注目されてしまいましたが、実は重要なポイントを示しています。もし伝書鳩に IP パケットを運ばせることができれば、伝書鳩で WWW アプリケーションを実行できるかもしれません。確かに遅いですが、機能はするでしょう。
