1. IPアドレスとは何ですか?
IP アドレスは、ネットワーク内のノード (またはネットワーク デバイスのインターフェイス) を識別するために使用されます。
IP アドレスは、ネットワーク内の IP パケットのアドレス指定に使用されます。
2. IPアドレス表現
IPv4 アドレスは 32 ビットです。
IPv4 アドレスは通常、ドット付き 10 進表記で表されます。
IPv4 アドレス範囲: 0.0.0.0 ～ 255.255.255.255。
3. IPアドレスの構成
ネットワーク部分:ネットワークを識別するために使用されます。
ホスト部分: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。
| ネットワーク部分 |
ホスト部 |
ネットワーク マスク: IP アドレスのネットワーク部分とホスト部分を区別します。
4. IPアドレスのアドレッシング
ネットワーク部分:ネットワークを識別するために使用され、IP アドレスが属するネットワークを表します。
ホスト部分:ネットワーク内のさまざまなホストを区別するために使用され、ネットワーク セグメント上のデバイスを一意に識別できます。
- ネットワーク番号は、「○○県○○市○○地区○○コミュニティ」のように、ホストが存在するネットワークを示すために使用されます。
- ホスト番号は、「XX ビル XX 号」という家番号の役割と同様に、ネットワーク番号で定義されたネットワーク範囲内の特定のホスト インターフェイスを表すために使用されます。
- ネットワークアドレス指定:
- レイヤ 2 ネットワーク アドレス指定: 対応するホスト インターフェイスは、IP アドレスを通じて直接見つけることができます。
- レイヤ 3 ネットワーク アドレス指定: ゲートウェイを使用して、さまざまなネットワーク セグメントからデータ パケットを転送します。
- ゲートウェイ：
- パケット転送中は、まず転送パスと宛先ネットワーク セグメントにつながるインターフェイスを決定する必要があります。宛先ホストと送信元ホストが同じネットワーク セグメントにない場合、パケットは最初にゲートウェイに転送される必要があり、その後、パケットはゲートウェイを介して宛先ネットワーク セグメントに転送されます。
- ゲートウェイとは、ローカル ネットワーク セグメント内のホストによって送信されたパケットを受信して処理し、宛先ネットワーク セグメントに転送するデバイスを指します。この機能を実装するには、ゲートウェイが宛先ネットワーク セグメントのルートを知っている必要があります。ローカル ネットワーク セグメントに接続されているゲートウェイ デバイスのインターフェイス アドレスは、ネットワーク セグメントのゲートウェイ アドレスです。
5. IPアドレスの分類（クラスフルアドレッシング）
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。
クラス A/B/C のデフォルトのネットマスク
クラスA: 8ビット、0.0.0.0~127.255.255.255/8
クラス B: 16 ビット、128.0.0.0 ～ 191.255.255.255/16
クラスC: 24ビット、192.0.0.0~223.255.255.255/24
- 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は、IP アドレスがどのカテゴリに属するかを決定するために使用できます。これは各カテゴリを区別するためのもので、最も簡単な方法はクラスアドレスです。
- 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割り当てることができるのはこの3種類のアドレスのみです。
- 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、A、B、C の 3 種類のアドレスのみに焦点を当てます。
- クラス A、B、および C アドレスの比較:
- クラス A 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 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 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 ビットで非常に小さいですが、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 ビットは定数 10、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 ビットと多いですが、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 桁は常に 110 で、アドレス空間は 192.0.0.0 ～ 223.255.255.255 です。
- 注記：
- ホストとは通常、ルータとコンピュータの総称を指します。また、ホストの特定のインターフェイスの IP アドレスは、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: マルチキャストでは、1 対多のメッセージ配信を実現できます。
6. IPアドレスの種類
通常、ネットワーク番号によって定義されるネットワーク範囲をネットワーク セグメントと呼びます。
ネットワークアドレス:ネットワークを識別するために使用されます。
例: 192.168.10.0/24
| 192. |
168. |
10. |
00000000 |
ブロードキャスト アドレス: ネットワーク上のすべてのホストにデータを送信するために使用される特別なアドレス。
例: 192.168.10.255/24
| 192. |
168. |
10. |
11111111 |
使用可能なアドレス: ネットワーク内のノードまたはネットワーク デバイス インターフェイスに割り当てることができるアドレス。
例: 192.168.10.1/24
| 192. |
168. |
10. |
00000001 |
- ウェブサイトアドレス
- ネットワーク番号は X で、ホスト番号のすべてのビットは 0 です。
- 特定のホスト インターフェイスに割り当てて使用することはできません。
- ブロードキャストアドレス
- ネットワーク番号は X で、ホスト番号の各ビットは 1 です。
- 特定のホスト インターフェイスに割り当てて使用することはできません。
- 利用可能なアドレス
- ホスト アドレスとも呼ばれ、特定のホスト インターフェイスに割り当てることができます。
- ネットワーク セグメント内で使用可能なアドレスの数の計算:
ネットワーク セグメントのホスト ビットが n ビットの場合、IP アドレスの数は 2ⁿ、使用可能な IP アドレスの数は 2ⁿ-2 (ネットワーク アドレスとブロードキャスト アドレスを除く) になります。
7. プライベート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 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 アドレス空間では、A、B、C の 3 種類のアドレスのうち、いくつかのアドレスが上記の状況のために特別に予約されており、プライベート IP アドレスと呼ばれます。
- IPアドレス不足の問題を解決するために、プライベートアドレスという概念が提案されました。プライベート アドレスは、内部ネットワークまたはホスト アドレスを指します。これらのアドレスは特定の内部ネットワークでのみ使用でき、パブリック ネットワークでは使用できません。
- パブリック IP アドレス: インターネットに接続されているネットワーク デバイスには、ICANN によって割り当てられたパブリック IP アドレスが必要です。
- プライベート IP アドレス: プライベート IP アドレスを使用すると、同じプライベート IP アドレスを異なるプライベート ネットワークで再利用できるため、ネットワークをより自由に拡張できます。
インターネットに接続されたプライベート ネットワーク: プライベート ネットワークはプライベート IP アドレスを使用するため、インターネットへの接続は許可されません。その後、実際のニーズに応じて、多くのプライベート ネットワークもインターネットに接続して、プライベート ネットワークとインターネット間、およびプライベート ネットワークとプライベート ネットワーク間のインターネット経由の通信を実現することを希望しました。プライベート ネットワークとインターネット間の相互接続は、ネットワーク アドレス変換 (NAT) テクノロジを使用して実現する必要があります。
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- NAT (ネットワーク アドレス変換)、ネットワーク アドレス変換の基本的な機能は、プライベート ネットワークの IP アドレスとパブリック ネットワークの IP アドレス間の変換を実現することです。
- IANA (Internet Assigned Numbers Authority)、インターネット アドレス割り当て組織。
8. 特別なIPアドレス
IP アドレス空間には、次のような特別な意味や機能を持つ特殊な IP アドレスが存在します。
