メールのしくみ 1：IPアドレスとドメイン

IPアドレス：ネットにつながった機械の番号

インターネットにつながっている機械には、1台ずつ 203.0.113.10 のような番号が振られています。これが IPアドレスです。

家の住所にたとえられることが多いですが、もっと近いのは電話番号です。電話をかけるときに相手の番号が要るように、インターネットで何かを送るときには、必ず相手の IP アドレスが要ります。Web ページを開くときも、メールを送るときも、裏では「この番号の機械に、このデータを届けて」ということが起きています。

※このシリーズに出てくる IP アドレスは、説明用に予約された「例の番号」です。実在の機械ではありません。

IPv4 は「0〜255 の数字4つ」

よく見る 203.0.113.10 の形は IPv4 と呼ばれます。点で区切られた4つの数字で、それぞれが 0 から 255 までです。

組み合わせの数は 256 × 256 × 256 × 256 で、約43億通り。インターネットが作られた当時は十分すぎる数でしたが、スマホやサーバーが世界中に広がった今では足りなくなりました。

そこで作られたのが IPv6 です。2001:db8::1 のように16進数で書き、桁がはるかに多いので、事実上使い切れない数の番号があります。今は IPv4 と IPv6 が並んで使われています。

メールの設定でこの違いを意識する場面は多くありませんが、SPF（5本目）の設定に ip4: や ip6: という書き方が出てきたら、この2種類の番号のことだと思い出してください。

データは小包に分けて、宛先の番号を付けて送る

インターネットでは、送りたいデータを1本のまま流すのではなく、小さな小包（パケット）に分けて送ります。1通のメールも、何十個、何百個という小包になって運ばれます。

それぞれの小包には、荷札のように次の2つが書かれています。

差出人の番号が必ず書かれているのには理由があります。インターネットの通信は、ほとんどが「送ったら返事が来る」やりとりだからです。返事の行き先が書いていなければ、会話が成り立ちません。

この「差出人の番号」は、メールの身元確認（5本目の SPF）で大事な役割を果たします。

途中の中継機は、宛先の番号だけを見て次へ渡す

小包は、あなたの PC から相手のサーバーへ一直線に飛んでいくわけではありません。途中にある中継機（ルーター）を、いくつも経由して運ばれます。

中継機がやることは単純で、荷札の宛先の番号だけを見て、「その番号ならこっちの方向」と次の中継機に渡すだけです。小包の中身がメールか Web ページかは気にしません。

ここから2つのことが分かります。

1つは、宛先の番号が分からなければ、何も届かないことです。名前しか知らない相手には、まず番号を調べる必要があります（これが2本目の DNS です）。

もう1つは、差出人の番号はごまかしにくいことです。荷札に嘘の番号を書くことはできても、そうすると返事が自分に届かなくなります。メールの受け渡しのように何往復も会話する通信では、嘘の番号では会話が続きません。だから「いま自分と話している相手の番号」は信頼できる情報として使えます。

1台の中には、用途ごとの窓口（ポート）がある

1台のサーバーが、Web ページもメールも同時に扱っていることがあります。そこで番号とは別に、機械の中の窓口を指定する仕組みがあります。これがポートです。

建物の住所（IP アドレス）と、その中の部屋番号（ポート）の関係だと考えてください。

メールだけで窓口が3つあることに注目してください。サーバー同士が渡し合う窓口と、アプリが「送って」と頼む窓口は別になっています。この違いは3本目で、「なぜ自分のサーバーから直接メールを送れないのか」という話につながります。

ドメイン：人間のための名前

番号さえあれば通信はできます。それなのに、私たちは animemo.app や gmail.com のようなドメインという名前を使います。理由は2つあります。

① 人間は数字を覚えられない

198.51.100.7 を覚えておいて打ち込むのは現実的ではありません。名刺に書くことも、口で伝えることも難しいです。

② 番号は変わる

こちらのほうが本質的です。サーバーを別の会社に引っ越したり、故障した機械を入れ替えたり、クラウドの事業者が裏で機械を差し替えたりするたびに、番号は変わります。

もし全員が番号で覚えていたら、番号が変わった瞬間に、誰もたどり着けなくなります。

番号が変わっても、名前はそのまま

図では、サーバーが引っ越して、番号が 203.0.113.10 から 198.51.100.7 に変わりました。それでも animemo.app という名前の札は同じ場所にあり、線の先が新しいサーバーにつながり直しただけです。

これが名前を1段挟む意味です。利用者はずっと名前で呼び、名前と番号の対応表だけを書き換えれば、引っ越しは誰にも気づかれません。

プログラミングで、値を直接書かずに変数や定数に名前を付けておくのと同じ発想です。値が変わっても、名前を使っている側は書き換えずに済みます。

ドメインは右から読む

mail.animemo.app のようなドメインは、点で区切られた部分に分かれていて、右から左へ読むと構造が分かります。

大事なのは、サブドメインは持ち主が自由に、いくつでも作れることです。animemo.app を持っていれば、mail.animemo.app も send.mail.animemo.app も、追加料金なしで作れます。

メールの設定では、用途ごとにサブドメインを分ける場面が何度も出てきます（10本目）。そのとき「別のドメインを買っている」わけではなく、「自分の持ち物の中に部屋を作っている」のだと思ってください。

ドメインは「借りて持つ」もの

ドメインは買い切りではなく、年ごとに更新して借り続けるものです。

仕組みは3段になっています。.app のようなトップレベルドメインごとに全体を管理する組織（レジストリ）があり、一般の人は 販売店（レジストラ） を通して申し込みます。Cloudflare やお名前.com などがこの販売店です。申し込むと、そのドメインの持ち主として登録されます。

更新を忘れると、ドメインは手放したことになり、しばらくすると他人が取得できるようになります。そうなると、そのドメインあてのメールも、そのドメインを名乗る権利も、他人のものになります。

そして、持ち主であることの一番大事な意味はこれです。

そのドメインの設定（DNS）を書き換えられるのは、持ち主だけです。

次の作品で説明する DNS は、この「持ち主しか書けない」という性質の上に成り立っています。そしてメールの身元確認も、すべてこの性質を足場にしています。