情報ネットワーク論 (2009)

IPプロトコル(1)

by 菊地時夫 — last modified 2009-05-24 13:26

インターネット層

OSI ネットワーク層
End-to-end の通信
ネットワークのネットワークを形成させる
リンク層は one hop

IPアドレス

32 bit (IPv4) 又は 128 bit (IPv6)
インターネットに直接接続されているホストは世界でただ一つのIPアドレス
- 直接接続されていないホストも多数ある

ルーティング

IPパケットに書かれた「宛先アドレス」に従ってパケットを転送する
２つ以上の転送先があるとき、どちらに転送するか
経路制御表
- netstat -r

IPの(その他の)役割

データリンクの抽象化
- 物理層・リンク層の種類によらず、相手ホストを指定できる
コネクションレス型の通信
- 通信相手への到達性や信頼性を保証しない
- 簡略化・高速化
- コネクションは上位層で提供

IPv4 アドレス

32bit -> 0--255 の 4個の 10進数で表す
- 10000101011000011010011000001101
- 10000101 01100001 10100110 00001101
- 133.97.166.13
ネットワーク部とホスト部に分けられる
- 上位 24bit がネットワーク部であるとき
- 133.97.166.13/24
  - (/24) ... プレフィックス表記
  - （別のネットワークに属するホストであれば、ルータへ渡せばよい）

IPアドレスのクラス

Class A ... /8 (0.x.x.x - 127.x.x.x)
- 0nnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh hhhhhhhh
Class B ... /16 (128.X.x.x - 191.X.x.x)
- 10nnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh hhhhhhhh
Class C ... /24 (192.X.X.x - 223.X.X.x)
- 110nnnnn nnnnnnnn nnnnnnnn hhhhhhhh
Class D ... マルチキャスト
Class E ... 保留

ネットワーク／ブロードキャスト

ホスト部が全部 0 ... ネットワークを表す
ホスト部が全部 1 ... IPブロードキャストに使用
- リンク層ではブロードキャストアドレス＝ff:ff:ff:ff:ff:ff
個々のホストに上記のアドレスを付ける事はできない -> /24 ネットワークでは 1?254

サブネットマスク

クラス B が割り当てられた組織で、
部門（等）ごとにネットワークを分割したい
例：133.97.0.0/16 -> 133.97.166.0/24
(サブ)ネットマスク = 255.255.255.0 (or 0xffffff00)

IPアドレスの割当

ICANN/IANA -> APNIC (RIR) -> JPNIC (NIR) -> ISP
昔はクラス単位で組織に割当 (133.97)
今は CIDR (Classless InterDomain Routing) で可変
- whois で、どのように割り当てられたネットワークであるか分かる
- VLSP

プライベート・アドレス

インターネットに直接接続しないネットワークで使用できる
10.0.0.0 -- 10.255.255.255
172.16.0.0 -- 172.31.255.255
192.168.0.0 -- 192.168.255.255

IP アドレスのまとめ

IPアドレス(IPv4 32bit)はネットワーク部とホスト部に分かれる
- 歴史的には、クラス による指定
ネットワーク部を指定する方法として
- / を使う (133.97.166.0/24)
- ネットマスクを使う (255.255.255.0 or 0xffffff00)
ホスト部が全部 0/1 は特殊用途
- 133.97.166.0/24 ... ネットワークを指す
- 133.97.166.255/24 ... ブロードキャスト

練習問題(1)

192.168.10.160/27 のネットワークについて、ブロードキャストアドレスを求めなさい。

練習問題(1)

192.168.10.160/27 のネットワークについて、ブロードキャストアドレスを求めなさい。
最後の8bitだけみると、160₁₀ = 10100000₂ であり、ブロードキャストアドレスは、ホスト部(5bit)を全部 1 にしたものである。

10111111₂ = 191₁₀ なので、答えは、192.168.10.191

練習問題(2)

あるネットワークに接続されたホストの IPアドレス設定は以下のようになっていた。
IP address: 172.16.5.26
Netmask: 0xfffffff8 (255.255.255.248)

このネットワークに接続できるホストの数と、それらのホストに割り当てることができる、IPアドレスの範囲を求めなさい。

練習問題(2)

あるネットワークに接続されたホストの IPアドレス設定は以下のようになっていた。
IP address: 172.16.5.26
Netmask: 0xfffffff8 (255.255.255.248)

このネットワークに接続できるホストの数と、それらのホストに割り当てることができる、IPアドレスの範囲を求めなさい。

最後の8bitを見る。26₁₀ = 00011010₂, 0xf8 = 11111000₂

よって、ホストの範囲は 00011001₂ ? 00011110₂, つまり 172.16.5.25 ? 172.16.5.30 の、6つの IP アドレスをホストに割り当てできる。

その他の問題

例えば Google で検索してみる

本日の問題

172.31.72.0/22 のネットワークについて、ブロードキャストアドレスを求めなさい。
次の IP アドレス範囲をホストに使用できるネットワークを、ネットワークアドレスとネットマスクで表しなさい。
172.17.8.145 ? 172.17.8.158

問題の解答

/22 なので、３番目のオクテット (72) に注目
1. = 01001000 -> このうち 6 bit がネットワーク部
ブロードキャストアドレスは 01001011 = 75 -> 172.31.75.255
172.17.8.144/28 -> 0xfffffff0 -> 255.255.255.240

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