IP


IPアドレスによる通信

TCP/IPネットワークに接続されているコンピュータにはネットワーク内でユニークなIPアドレスが割り振られています。通信を行うときはIPアドレスを使って相手を指定します。
※IPアドレスは32ビットの情報で構成されます。

サブネットマスク

サブネットマスク

サブネットマスクは192.168.1.3 255.255.255.0や192.168.1.3/24のようにIPアドレスとペアで表記されます。IPアドレスは前半がネットワーク部、後半がホスト部というように意味を持って分けられます。サブネットマスクはネットワーク部とホスト部がどこで分けられているかを示すものです。

サブネットマスクを2進数表記した時の1と0の境目が、ネットワーク部とホスト部の区切りになります。
ope04_fig02[1]

ネットワーク部とホスト部

IPアドレスはネットワーク部の情報をもとに目的のネットワークまで到達し、そのネットワーク内でホスト部のアドレスを持つコンピュータを探すという手順になっています。

ネットワーク部はどこのネットワークに所属しているかを表す情報です。通信をしようとしたときに自分のIPアドレスと相手のIPアドレスを見て、ネットワーク部の数字が同じならば、相手は同じネットワークに所属していることがわかります。異なる数字であれば相手は異なるネットワークに所属しています。
※同じネットワークのホストを接続するときには、ハブやスイッチを使います。異なるネットワークを接続するときにはネットワークの間にルータを設置し、ルータを経由して通信が行われます。

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス

ネットワークアドレス

ネットワークアドレスはネットワーク全体を表すIPアドレスです。ネットワークアドレスはそのネットワーク内で一番小さいIPアドレス、つまりホスト部がすべて0になっているアドレスです。
ip13[1]

ブロードキャストアドレス

ブロードキャストアドレスはネットワーク内のすべてのホスト宛に通信するためのIPアドレスです。宛先をブロードキャストアドレスにするとネットワーク内のすべてのホストがそれを受け取ります。ブロードキャストアドレスはそのネットワーク内で一番大きなIPアドレス、つまりホスト部がすべて1になっているアドレスです。

クラス

クラス

IPアドレスは5つのクラスに分類されます。クラスごとにIPアドレスの範囲とサブネットマスクが決められています。
002-20081210-01-07[1]
※実際に使用できるのはクラスA~CのIPアドレスです。クラスDはマルチキャストアドレスとして利用され、クラスEは研究用にリザーブされているためホストに設定しているIPアドレスとしては使うことはできません。

VLSMとFLSM

あるネットワークをサブネット化するときに、すべてのサブネットで同じサブネットを使用する環境をFLSM(Fixed Length Subnet Mask:固定長サブネットマスク)といいます。FLSMはホストの台数に関係なく同じサブネットマスクのネットワークを使うのでIPアドレスを効率的に使うことができません。
VLSM(Variable Length Subnet Mask:可変長サブネットマスク)は、異なるサブネットマスクを持つネットワークが混在している環境です。ホストの台数に合わせて適切な大きさのサブネットマスクを使用しているので、IPアドレスが効率的に利用できます。

アドレスタイプ

IPアドレスは3つのアドレスタイプがあります。

    ユニキャストアドレス
  • ブロードキャストアドレス
  • マルチキャストアドレス

ユニキャストアドレス

単一のホストに向けたアドレスです。ユニキャストアドレス宛に送信されたパケットはそのIPアドレスを持つ特定のホストが受け取ります。

ブロードキャストアドレス

ネットワーク内のすべてのホストに向けたアドレスです。ブロードキャストアドレス宛に送信されたパケットはネットワーク内のすべてのホストが受け取ります。

ブロードキャストアドレスには、ホスト部が全部1のアドレスとIPアドレスが全て1の2種類があります。全社をディテックテッド・ブロードキャストアドレス、後者をリミテッド・ブロードキャストアドレスといいます。
リミテッド・ブロードキャストアドレスは同一ネットワーク内のすべてのホストに届きますが、ルータを超えることはありません。
ディテクテッド・ブロードキャストアドレスはルータを超えた他のネットワークを指定することで、ルータを超えたネットワークにブロードキャストを運ぶことも可能です。

マルチキャストアドレス

特定のグループに属するホストに向けたアドレスです。あるマルチキャストアドレス宛に送信されたパケットはそのマルチキャストグループに属するすべてのホストが受け取ります。

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

IPアドレスにはグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスがあります。

グローバルIPアドレスはインターネットに直接接続しているホストに割り当てるためのIPアドレスです。プライベートIPアドレスは組織内部のネットワークのようにインターネットに直接接続しないホストに割り当てるために用意されているIPアドレスです。

プライベートIPアドレスの範囲は次のように決められています。
a5f96b31563080b39eba3dc3abf0139c[1]

IPヘッダフォーマット

相手にデータを送信するとき、データに対して宛先IPアドレスなどの制御情報が付加されます。制御情報を入れるフィールドをヘッダといいます。IPヘッダには宛先IPアドレスのほかにも様々な情報が含まれています。フォーマットは次のようになっています。
IPheader[1]