にっしーマニアコミュのおべんきょ

１．IPアドレス
１－１　ＩＰアドレスとは

　インターネットやイントラネットなどのＩＰネットワークに接続された、コンピュータや通信機器1台1台を、識別するために割り振られる番号です。
インターネットなどのネットワークは、機器と機器との通信の際に手順などがあらかじめ決めてある、「ＩＰ(Internet Protocol)」という通信するときの決まり事が用いられています。ＩＰアドレスは、このときに使われる個々の住所のようなものです。私たちは２つの住所が同じ所になっていると困るように、ＩＰアドレスも重複してはなりません。
もっと詳しく言うとＩＰとは、最も基本的な通信の単位である「パケット」を相手に送信する役割を持っています。パケットとは、発信者や受信者などの情報を持つＩＰヘッダと、通信内容を格納するためのペイロード（本来転送したいデータ本体のこと）とで構成されています。発信者や受信者を特定する部分がＩＰアドレスです。

単なる数値の羅列であるＩＰアドレスはこのままだと人間にとっては覚えにくいため、コンピュータやネットワークに名前(ドメイン名やホスト名)がつけられている場合が多く、「ＤＮＳ」(Domain Name System)というシステムによってＩＰアドレスとの相互変換が行なわれます。例えば、「www.izakaya～」というアドレスがあるとします。これにも、数値の羅列で構成されたIPアドレスが割り当てられているということです。このため普段インターネットを利用する時に、ＩＰアドレスそのものを目にしたり、意識するような場面はあまり多くありません。

１－２　ＩＰｖ４・ＩＰｖ６とは

IPアドレスには種類があり、現在広く普及されている「ＩＰｖ４」(Internet Protocol version 4)と、「ＩＰｖ６」の二つのバージョンがあります。
「ＩＰｖ４」では、ＩＰアドレスに８ビットずつ４つに区切られた３２ビットの数値が使われ、「211.9.36.148」といったように０から２５５までの１０進数の数字を４つ並べて表現します。
　現在のＩＰｖ４では、３２ビットの数値で識別できる上限があり、約４２億台までしか一つのネットワークに接続することができません。ですので、インターネットで利用するＩＰアドレスが足りなくなることが考えられています。このため、企業など多くの機器を利用するところでは、プライベートアドレス（組織内のネットワークでは自由にいくらでも使えるアドレス）を使い、インターネットとの境界にグローバルアドレス（インターネットに接続された機器に一意に割り当てられたＩＰアドレス）とのアドレス変換（プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスを相互に変換すること）を行う機器を設置するといった運用方法が普及しています。
図１

また、次世代のＩＰｖ６では１２８ビットのＩＰアドレスが使われ、単純計算で２の１２８乗、約３．４０×１０38個のＩＰアドレスが利用可能になるため、ＩＰｖ６に移行すれば当分のあいだIPアドレスが足りなくなる心配はなくなると言われています。

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[1] mixiユーザー 06月05日 10:08

２．サブネットマスク

２－１　サブネットマスクとは

ＩＰアドレスのうちネットワークアドレスとホストアドレスを識別するための数値です。ＩＰアドレスはネットワークアドレス番号とホストアドレス番号の２つに分けられます。さらに細かなネットワークグループの管理を実現するために、サブネットマスクはそのホストアドレス部をさらにネットワークアドレスとして分割して、サブネットにすることができます。
それと、ルータが経路情報を交換する際に、自分や相手が保持しているアドレスブロックを識別する為の数値の列を指します。

ＩＰｖ４の場合は３２ビット、ＩＰｖ６の場合は１２８ビットの数値になります。１０進数または１６進数で表記します。１０進数表記の場合は８ビット毎に「.（ドット）」で区切り、１６進数の場合は区切らずに、先頭に０ｘを付加し１６進数表記であることを示します。

２－２　サブネットマスクの定義

ＩＰｖ４の場合
例えば１９２．１６８．１．１というＩＰアドレスがあるとします。これを２進数で表すと、11000000 10101000 00000001 00000001 となります。
このうち、前方２４ビットをネットワークアドレスとし、後方８ビットをホストアドレスとします。このときのサブネットマスクは
11111111 11111111 11111111 00000000　となります。通常これを１０進数で255.255.255.0 と表します。ＩＰアドレスは、サブネットマスクの１の部分が「ネットワークアドレス」、０の部分が「ホストアドレス」になり、したがってネットワークアドレスの後にホストアドレスがくるため、 11111111 11111111 00000000 00001111　のように、サブネットマスクでは０が現れた後に再度１が現れることはありえません。

ネットワークアドレスとホストアドレスの区切り位置はクラスによって異なっています。クラスはＩＰアドレス先頭の番号から判断できます。ＩＰアドレスの先頭が１～１２６ならばクラスＡ、１２８～１９１ならばクラスＢ、１９２～２２３ならばクラスＢのように決まっています。
設定できるホストアドレス数はクラスＡなら16,777,216個、クラスＢなら65,536個、クラスＣなら256個となります。

アドレスクラスサブネットマスクのビット表現サブネットマスク
クラスＡ 11111111 00000000 00000000 00000000 255.0.0.0
クラスＢ 11111111 11111111 00000000 00000000 255.255.0.0
クラスＣ 11111111 11111111 11111111 00000000 255.255.255.0

アドレスクラスホスト数ネットワーク数
クラスＡ 16777216 (1～126)= 126
クラスＢ 65536 (128～191)*256= 16384
クラスＣ 256 (192～223)*256*256= 2097152

一般に、上で示した規定のサブネットマスクの値は、各ＩＰネットワークという見方の一単位で一つのネットワークに対応していて、特殊な用件を持たないほとんどのネットワークで使用できます。

そして重要なのが、アドレス指定とルーティングの問題が発生しないようにするには、ネットワークセグメントにある全てのＴＣＰ／ＩＰコンピュータで同じサブネットマスクを使う必要があるということです。

ＩＰｖ６の場合
ＩＰｖ６のアドレス表記は、１２８ビットを７つコロン（;）で１６ビットずつに区切った形で表現されますが、そのうち上位４つ（つまり先頭から６４ビットの部分）がサブネットマスクとしての性質を持っています。ＩＰｖ４のサブネットマスクが管理者によって決めることが出来るのに対して、ＩＰｖ６ではこの境界は固定です。

[3] mixiユーザー 06月05日 10:10

３．デフォルトゲートウェイ
３－１　デフォルトゲートウェイとは

　デフォルトゲートウェイとは、ＩＰネットワークにおいてパケットのあて先が、どのネットワークに繋がっているのかを知らない端末やルータが、とりあえずパケットを送っておくルータのことです。アクセス先のＩＰアドレスについて、特定のゲートウェイを指定していない場合に、デフォルトゲートウェイに指定されているホストのデータが送信されます。設定元のコンピュータからデフォルトゲートウェイまでは直接アクセスできなければなりません。

図．２

図．２において、ネットワーク１のホストＡがネットワーク２のホストＢを通信しようとするとき、ホストＡは最初に、ホストＢに対する固有のルートがあるかどうかをルーティングテーブルで調べます。ホストＢに対する固有のルートがない場合、ホストＡは、ホストＢに対するＴＣＰ／ＩＰトラフィック（ネットワークを介してコンピュータ同士が通信を行なう上で、相互に決められた約束事のデータ）を自分のデフォルトゲートウェイ　ルータ１　に転送します。

３－２　ゲートウェイの役割

デフォルトゲートウェイはＩＰルーティングを効率よく動作させるための重要な役割をします。ほとんどの場合、ＴＣＰ／ＩＰホストのデフォルトゲートウェイとして機能するルーター（専用のルーター、または一つのネットワークを一単位とした{セグメント}、複数のネットワークに接続されているコンピュータ）は、大規模なネットワークを構成する他のネットワークについての知識やそこに到達するための方法を持っています。

　ＴＣＰ／ＩＰホストは、リモート（遠隔地から操作すること）ネットワークセグメント上のホストとの間で、必要な通信のほとんどをデフォルトゲートウェイに依存しておこないます。これにより、個別のホストは、リモートＩＰネットワークセグメントについての変化を続ける広範囲な知識を維持するという負担から、デフォルトゲートウェイの働きにより、開放されます。大規模なインターネットワーク内にある他のリモートネットワークセグメントに到達するために必要があるのは、デフォルトゲートウェイとして機能するルータなのです。

　デフォルトゲートウェイで障害が発生すると、ローカルネットワークセグメントから外部への通信機能が損なわれます。このような問題を防ぐため、「ネットワーク接続」の「ＴＣＰ／ＩＰ詳細設定」ダイアログボックスでは、接続ごとに複数のデフォルトゲートウェイを指定できます。通信料の多いホストまたはネットワークについては、ｒｏｕｔｅコマンドを使うとルーティングテーブルにルートを手動で追加することもできます。