1. IP アドレスとは何ですか?
IP アドレスは、インターネット プロトコルの固有のアドレスであり、IP プロトコルが提供する統一的なアドレス形式であり、物理アドレスの差異を防ぐために、インターネット上の各ネットワークおよび各ホストに論理アドレスを割り当てます。
2. では、なぜ IP アドレスを使用するのでしょうか?
単一の LAN セグメントでは、コンピュータはネットワーク アクセス層によって提供される MAC アドレスを使用して相互に通信できます。ルーティングされたネットワークでは、コンピュータ間の通信で MAC アドレスを使用してデータ送信を行うことができません。MAC アドレスはルーティング インターフェイスを越えることができないため、たとえ強制的に交差が実現されたとしても、MAC アドレスを使用してデータ送信を行うのは非常に面倒です。データ。
これは、ネットワーク カードに組み込まれている固定 MAC アドレスではアドレス空間に論理構造を導入できないため、国、県、市、地区、通り、道路、番号などのレベルを表す実際のアドレスを持つことが不可能になるためです。したがって、データ送信には、論理的かつ階層的なアドレス指定スキーム、つまり IP アドレスを使用してネットワークを構成する必要があります。
3. IP アドレスの表現
IPアドレス表現
IP アドレスは 32 ビット長で、4 バイトで構成されます。読み書きの便宜上、IP アドレスは通常、ドット付き 10 進表記で表されます。
ドット付き 10 進表記
IP アドレスの表現形式は、ネットワークの使用と構成を改善するのに役立ちますが、通信機器は IP アドレスを計算するときに 2 進演算モードを使用するため、10 進数と 2 進数の変換演算を習得することが非常に必要です。
IPv4アドレス範囲
00000000.00000000.00000000.00000000~11111111.11111111.11111111.11111111、つまり 0.0.0.0~255.255.255.255。
4. IPアドレスの形式
IPv4 アドレスは次の 2 つの部分で構成されます。
ネットワーク部（ネットワーク番号）：ネットワークを識別するために使用されます。
IP アドレスはホストの場所に関する地理情報を反映できず、ホストがどのネットワークに属しているかを判断するために使用できるのはネットワーク番号フィールドのみです。
同じネットワーク番号を持つデバイスの場合、実際の物理的な場所に関係なく、それらはすべて同じネットワーク内にあります。
ホスト部分 (ホスト番号): ネットワーク内の異なるホストを区別するために使用されます。
ネットマスク (ネットマスク)、サブネット マスク (サブネット マスク) とも呼ばれます。
ネットワーク マスクは 32 ビットで、これは IP アドレスのビット数と同じであり、通常はドット付き 10 進数表記で表されます。
ネットマスクは IP アドレスではなく、バイナリ表現では、連続する 1 の後に連続する 0 が続きます。
ネットマスク内の 1 の数は、通常、ネットマスクの長さと呼ばれます。たとえば、マスク 0.0.0.0 の長さは 0、マスク 252.0.0.0 の長さは 6 です。
ネットワーク マスクは通常、IP アドレスと組み合わせて使用されます。値 1 のビットは IP アドレスのネットワーク ビットに対応し、値 0 のビットは IP アドレスのホスト ビットに対応します。これは、IP アドレスのネットワーク ビットをホスト ビットと識別するのに役立ちます。つまり、ネットワークマスクの 1 の数が IP アドレスのネットワーク番号の桁数、0 の数が IP アドレスのホスト番号の桁数になります。
5. IPアドレスの分類
IP アドレスの管理とネットワーク化を容易にするために、IP アドレスは 5 つのカテゴリに分類されます。
カテゴリ A、B、C、D、および E のカテゴリ フィールドは、それぞれ 2 進数 0、10、110、1110、および 1111 です。ネットワーク番号フィールドの最初の数ビットで、IP アドレスがどのカテゴリに属するかを決定できます。クラスアドレスへの最も簡単な方法。
アドレスA、B、Cの3種類はユニキャストIPアドレス（一部特殊なアドレスを除く）であり、ホストインターフェースにはこの3種類のアドレスのみを割り当てることができます。
クラス D アドレスはマルチキャスト IP アドレスです。
クラス E アドレスは、特別な実験目的のために予約されています。
このセクションでは、3 種類のアドレス A、B、C のみに焦点を当てます。
A、B、C アドレスの比較:
クラス A のアドレスを使用するネットワークをクラス A ネットワーク、クラス B のアドレスを使用するネットワークをクラス B ネットワーク、クラス C のアドレスを使用するネットワークをクラス C ネットワークと呼びます。
クラス A ネットワークのネットワーク番号は 8 ビットで、番号は小さいですが、許可されるホスト インターフェイスの数は多く、最初のビットは常に 0 で、アドレス空間は 0.0.0.0 ～ 127.255.255.255 です。
クラス B ネットワークのネットワーク番号は 16 ビットで、クラス A ネットワークとクラス C ネットワークの間にあり、最初の 2 桁は常に 10 で、アドレス空間は 128.0.0.0 ～ 191.255.255.255 です。
クラス C ネットワークのネットワーク番号は 24 ビットで、多数ありますが、許可されるホスト インターフェイスの数は非常に少なく、最初の 3 ビットは常に 110 で、アドレス空間は 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255 です。
ノート：
ホスト（Host）とは、通常ルーターやコンピューターの総称を指します。また、ホストのインターフェイスの IP アドレスは、略してホスト IP アドレスと呼ばれることがよくあります。
マルチキャスト アドレス: マルチキャストは 1 対多のメッセージ配信を実現できます。
6. IPパケットフォーマット
特別なIPアドレス
パブリック IP アドレス: IP アドレスは、インターネット上のすべての IP アドレスの一意性を確保するために、IANA によって均一に割り当てられます。ここでの IP アドレスは、パブリック ネットワークの IP アドレスを指します。
プライベート ネットワーク IP アドレス: 実際には、同じネットワーク内のネットワーク デバイスの IP アドレスが競合しない限り、大学の閉鎖された研究室のネットワークなど、一部のネットワークはインターネットに接続する必要がありません。IP アドレス空間には、プライベート ネットワーク IP アドレスと呼ばれる 3 種類のアドレス A、B、C のそれぞれにいくつかのアドレスが予約されています。
クラスA: 10.0.0.0~10.255.255.255
クラスB: 172.10.0.0~172.31.255.255
クラスC: 192.168.0.0~192.168.255.255
255.255.255.255
このアドレスは限定ブロードキャストアドレスと呼ばれ、IPパケットの宛先IPアドレスとして利用できます。
宛先 IP アドレスが限定されたブロードキャスト アドレスである IP パケットを受信したルーターは、その IP パケットの転送を停止します。
0.0.0.0
このアドレスがネットワーク アドレスとして使用される場合は、「任意のネットワーク」のネットワーク アドレスを意味し、このアドレスがホスト インターフェイス アドレスとして使用される場合は、「このネットワーク上のホスト インターフェイス」の IP アドレスを意味します。
たとえば、ホスト インターフェイスが起動プロセス中に独自の IP アドレスを取得していない場合、宛先 IP アドレスを制限付きブロードキャスト アドレス、送信元 IP アドレスを 0.0 として、DHCP 要求メッセージをネットワークに送信できます。リクエストに応じて、利用可能な IP アドレスを自分に割り当てることができます。
127.0.0.0/8
このアドレスはループバック アドレスであり、IP パケットの宛先 IP アドレスとして使用できます。その役割は、デバイス自体のソフトウェア システムをテストすることです。
デバイスによって生成され、宛先 IP アドレスがループバック アドレスである IP パケットがデバイス自体から出ることは不可能です。
169.254.0.0/16
ネットワーク デバイスが IP アドレスを自動的に取得するように設定されているにもかかわらず、ネットワーク上で利用可能な DHCP サーバーが見つからない場合、デバイスは 169.254.0.0/16 ネットワーク セグメント内のアドレスを使用して IP アドレスを取得します。対応。
注: 動的ホスト構成プロトコルである DHCP (動的ホスト構成プロトコル) は、IP アドレスなどのネットワーク構成パラメータを動的に割り当てるために使用されます。
7、ipv4和ipv6
現在、私たちがよく言う IP アドレスは IPV4 アドレスのことを指しますが、利用できる IPv4 アドレスには限りがあり、2011 年 2 月 3 日、IANA は最後の 468 万件の IPv4 アドレスを、世界中の 5 つの RIR (Regional Internet Registry) に配布すると発表しました。 、地域インターネット レジストリ)、その後、IANA には割り当てる IPv4 アドレスがありません。
NAT テクノロジーの適用により、IPv4 アドレスの不足によって引き起こされる問題は軽減されますが、IPv6 の導入は、IPv4 アドレスの不足に対する究極の解決策となります。現在、世界のさまざまな地域で IPv6 の導入に対するさまざまな需要があり、現在の IPv4 ネットワークが依然として主流の地位を占めているため、IPv6 と IPv4 は短期間で共存することになります。
IPV6 の利点:
