ネットワーク:ネットワーク層のプロトコルと技術
IP
IPアドレス
IPアドレスの構成
前半24bitはネットワークアドレス部。それぞれに組織のネットワークを一意に判別。
後半8ビットはホストアドレス部。同じネットワークに種族するノードを一意に識別。
特殊なIPアドレス
ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス
ホストアドレスがすべて0のアドレスは、ネットワーク自体を指すネットワークアドレス。
ホストアドレスがすべて1のアドレスはネットワーク内のすべてのノード当てを表すブロードキャストアドレス。
ループバックアドレス
「127.0.0.1」は自分自身を表すIPアドレス
グローバルIPとプライベートIP
ネットに接続されたノードに一意に割り当てられたIPはグローバルIP。組織内で通用するアドレスはプライベートIP。
RFC1918ではプライベートIPアドレスとして次のアドレスを使用するよう推奨。
クラスA:10.0.0.0~10.255.255.255
クラスB:172.16.0.0~172.16.255.255
クラスC:192.168.0.0~192.168.255.255
サブネットマスク
サブネットマスク
アドレスクラスの欠点を補うため、クラスに縛られずにネットワーク部とホストアドレス部を分けるために考えられたのがサブネットマスク。これはIPアドレスと同様に32ビットであらわされる情報。
IPアドレスとサブネットマスクを用いたネットワークアドレスおよびホストアドレスの求め方は下記。
IPアドレスをa, サブネットマスクをmとすると、
ネットワークアドレス = a & m
ホストアドレス= a&~m
プレフィックス表記
ネットワークアドレス部とホストアドレス部の区切りをネットワークアドレス部の桁数であらわす方法。
ブロードキャストアドレスは、ホストアドレス部をすべて1にしたアドレス。
CIDR
先に述べたようにクラスによってネットワーク部とホストアドレス部を分割する従来の手法は、結果的に割れ当てされたものの利用されr内IPアドレスを多く発生させてしまう。そこでIPアドレスの効率的なうんお湯を促進するために考えられたのがサブネットマスクを使ったCIDR。
スーパーネット化
CIDRにより、連続するネットワークを束ねて一つに集約したネットワークを作成することが出来る。
IPv6とアドレス変換技術
IPv6
IPv6は、IPアドレスの枯渇問題に対応するための本命技術。
IPV6の特徴
IPv6ではIPアドレスを128bitに拡張し、家電などにも採用できるようにした。
IPv4から仕様変更した主な内容
IPv6のアドレス
ユニキャストアドレス | 一つのノードに対して送信するためのアドレス |
エニーキャストアドレス | IPv6ルータしか扱うことの出来ない複数向けのアドレス。発信元に最も近い一つのノードだけがパケットを受診 |
マルチキャストアドレス | 複数送信先に対して同一データを送る。上位八ビットがFF00::/8 |
アドレス変換技術
各組織に一つのIPアドレスがあれば、IPアドレスを割り当てられないないノードからもインターネットに接続できるという技術もある。
NAT | グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを1対1で相互に変換。複数のノードが同時にインターネットに接続する場合、同じ数のグローバルIPアドレスが必要 |
NAPT(IPマスカレード) | NATの考え方に、TCP/UDPのポート番号を組み合わせたもの。一つのグローバルIPアドレスでプライベートIPアドレスを持つ複数のノードが同時に接続可能 |