関係する知識ポイント
サブネット マスクとは何か、IP アドレスの分類、サブネット マスクの概念、サブネット マスクと IP アドレスの深い理解、クラス A、クラス B、クラス C、クラス D、クラス E の IP アドレス範囲。
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序文
インターネットは共通のアドレス形式を採用しており、インターネット内のすべてのネットワークとほぼすべてのホストにアドレスが割り当てられている
ため、インターネットが全体であると実感できます。
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1. IPアドレスとは何ですか
インターネットに接続されたコンピュータは、電話網に接続された電話機と似ており、各コンピュータまたはルーターには、認可された組織によって割り当てられた IP アドレスと呼ばれる番号が割り当てられています。あるユニットの電話番号が 85225566 の場合、市外局番は 10 ですが、我が国の電話の市外局番は 0086 です。このユニットの電話番号の完全な記述は、0086-10-89225566 となります。この番号は世界中でユニークです。これは、非常に一般的な階層型電話番号定義方法です。
同様に、IP アドレスは階層構造になっています。IP アドレスは、ネットワーク番号とホスト番号の 2 つの部分で構成されます。ここで、ネットワーク番号は、論理ネットワークを識別するために使用される。ホスト番号は、ネットワーク上のホストを識別するために使用されます。ホストは少なくとも 1 つの IP アドレスを持ち、この IP アドレスはネットワーク全体で一意であり、ホストが 2 つ以上の IP アドレスを持つ場合、そのホストは 2 つ以上の論理ネットワークに属し、通常ルーターとして使用されます。
IPアドレスは、32ビットのバイナリコードを4バイトに分割し、各バイトを対応する10進数に変換し、各バイトを「.」で区切って表現します。IP アドレスのこの表現は「ドット 10 進表記」と呼ばれ、1 と 0 でいっぱいのバイナリ コードよりも明らかに覚えやすいです。たとえば、次の IP アドレス:
10001010 00001011 00000011 00011111
は 138.11.3.31 として記録できます。明らかに、この方がはるかに便利です。
2. IPアドレスの分類
IP アドレスも階層構造になっています。IPアドレスはネットワーク番号とホスト番号で構成されており、ネットワーク番号(net-id)は論理ネットワークを識別するために使用され、ホスト番号(host-id)はネットワーク内のホストを識別するために使用されます。同じネットワーク番号を持つホストは相互に直接アクセスできますが、異なるネットワーク番号を持つホストはルーターを介してのみ相互にアクセスできます。TCP/IP プロトコルによれば、図 1-24 に示すように、IP アドレスはネットワークの規模に応じて 5 つのカテゴリ (A、B、C、D、E) に分類されます。
(1) クラス A アドレス: 最初のバイトはネットワーク番号として使用され、最上位ビットは 0 であるため、ネットワーク番号を表すことができるのは 7 ビットだけであり、表すことができるネットワーク番号は 2'=128 個あります。 0 とすべて 1 には特別な目的があるため、
特別な目的を持つすべての 0 とすべて 1 のアドレスを削除して、126 個のネットワーク番号のみを表すことができるようにします。範囲は 1 ～ 126 です。最後の 3 バイトは
ホスト番号として使用され、ホスト番号を表現できるビットは 24 ビットあり、表現できるホスト数は 2²7-2、約 1,600 万ホストになります。クラス A
IP アドレスは、大規模なネットワークで一般的に使用されます。
(2) クラス B アドレス: 最初の 2 バイトはネットワーク番号として使用され、最後の 2 バイトはホスト番号として使用され、最上位ビットは 10、最大ネットワーク パスは 214-2=16382、範囲は：128.1～139.254、収容可能ホスト数は216-2、約60,000ホスト以上となります。クラス B IP アドレスは通常、中規模のネットワークで使用されます。
(3) クラス C アドレス: 最初の 3 バイトはネットワーク番号として使用され、最後の 1 バイトはホスト番号として使用され、最上位ビットは 110、ネットワークの最大数は 2²1-2 で、これはほぼ等しいです。最大 200 万まで、範囲は 191.0.1.0 ～ 223.255.254.0 で、収容できるホストの数は 28-2、見事に 254 ホストです。クラス C IP アドレスは通常、小規模ネットワークで使用されます。
(4) クラス D アドレス: 最上位ビットは 1110 で、主に Internet Architecture Board (IAB、Internet Architecture Board) 用に予約されているマルチキャスト アドレスです。
(5) クラス E アドレス: 最上位ビットは 11110 で、将来の使用のために予約されています。
現在、大量に使用されているIPアドレスはクラスA～クラスCの3種類のみです。I アドレスの異なるクラスには、使用されるグレードがありません。
クラス A の IP アドレスがクラス B または C よりも高いとは言えず、クラスにアクセスするときにクラス A の IP アドレスがクラス B または C よりも高い優先順位を持つとも言えません。 A IP アドレス クラス A クラス IP アドレスが存在するネットワークは 1 つの大きなネットワークであるとしか言えません。
3. サブネットマスク
IPアドレスの設計も無理がある。たとえば、A ～ C クラスの IP アドレスの中には、割り当て可能なネットワーク番号が 211 万個以上あり、これらのネットワーク上で使用可能なホスト番号の総数は 37 億 2,000 万個を超えています。一見すると、IP アドレスは全世界に十分であるように思えます。実際には違います。まず、設計者は、マイクロコンピュータがこれほど急速に普及し、さまざまな LAN やネットワーク上のホストの数が劇的に増加するとは予想していませんでした。次に、IP アドレスの使用には多くの無駄が生じます。たとえば、あるユニットがクラス B アドレスを申請したとします。しかし、このユニットには 10,000 台のホストしかありません。したがって、クラス B アドレス内の 85,000 を超えるホスト番号が無駄になります。他のユニットのメインフレームではこれらの番号を使用できないためです。この目的を達成するために、設計者は IP アドレスに「サブネット フィールド」を追加しました。
ご存知のとおり、ユニットが申請する IP アドレスは、この IP アドレスのネットワーク番号 net-id と、それに続くホスト番号 Host-id がユニットによって割り当てられ、ユニット内のすべてのホストが同じネットワーク番号を使用します。ユニットに多数のホストがあり、地理的に広い範囲に分散している場合、これらのホストを相互接続するために (ルーターではなく) いくつかのブリッジを使用する必要があることがよくあります。ルーターによって接続されているホストのネットワーク番号が異なるためです。ブリッジには多くの欠点があります。たとえば、ブロードキャスト ストームが発生しやすいこと、ネットワークに障害が発生した場合の分離と管理が容易ではないことです。本機のホストを管理しやすくするため。本機に属するホストコンピュータは複数のサブネット（Subnet）に分割することができ、IPアドレスのホスト番号フィールドの最初の数ビットが「サブネット番号フィールド」として使用され、残りのビットがホスト番号となります。分野。このように、ルーターを使用してユニットのサブネットを相互接続できるため、管理に便利です。
注: サブネットの分割はユニットの内部事情に属し、そのような分割はユニットの外部からは確認できません。外部から見ると、このユニットにはまだ
1 つのネットワーク番号しかありません。外部グループがユニットの範囲に入った後でのみ、ユニットのルータはサブネット番号に従ってルーティング選択を実行し、最終的に宛先ホストを見つけます。ユニットがホストの地理的な位置に応じてサブネットを分割すると、管理がさらに便利になります。
サブネットを分割していない場合、サブネットマスクはデフォルト値となり、サブネットマスクの「1」の長さがネットワーク番号の長さになります。したがって、クラス A、B、および C の IP アドレスの場合、対応するデフォルトのサブネット マスクはそれぞれ 255.0.0.0、255.255.0.0、および 255.255.255.0 になります。
サブネット マスクを使用することは、3 レベルのアドレス指定を使用することと同じです。各ルーターはパケットを受信すると、まずパケットの IP アドレス内のネットワーク番号を確認します。ネットワーク番号がローカル ネットワークではない場合は、ルーティング テーブルからネクスト ホップ アドレスを見つけて転送します。ネットワーク番号がローカル ネットワークの場合は、IP アドレスのサブネット番号を確認してください。サブネットがサブネットでない場合は、このパケットを同じ方法で転送します。サブネットの場合、ホスト番号に応じて、どのポートからパケットをホストに渡すべきかがわかります。
では、2 つの IP アドレスがサブネットに属しているかどうかを判断するにはどうすればよいでしょうか? 具体的な方法は、2 つの IP アドレスとサブネット マスク
に対してそれぞれバイナリの「AND」演算を実行することです。結果が同じ場合は同じサブネットに属し、結果が異なる場合は同じサブネットに属しません。
たとえば、129.47.16.254、129.47.17.01、129.47.31.454、129.47.33.01 の場合、これら 4 つのクラス B IP
アドレスはデフォルトのサブネット マスク コードでは同じサブネットに属しますが、サブネット マスクが 255.255 .240.0 の場合は 29.47 になります。 16.254 と 129.47.17.01 は同じサブネットに属し、129.47.31.454 と 129.47.33.01 は別のサブネットに属します。
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#要約
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今日は以上が話したいことです。この記事では主にサブネット マスキングとは何か、サブネット マスキング技術の実践的な応用について紹介します。また、皆さんともっと共有できることを楽しみにしています。イケメンと美女が私に親指を立てます。仕事しましょう。 2023年も一緒に！！！