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IPアドレスの学習まとめ

ネットワーク基礎知識を学習中のIEです。
IPアドレスについて学習したことをNoteにまとめます。

■IPアドレスとは

ネットワーク上の機械の住所の様な物です。

■アドレスの種類

IPアドレスは大きく分けて2種類あります。
1、世界に一つしか存在しないグローバルアドレス
2、他のネットワークとアドレスが重複しても
使用できるプライベートアドレス

■グローバルアドレス

グローバルアドレスを例えると住所の様な物です。
なので勝手にアドレスを付けたりすることができません。
なのでグローバルアドレスはNICが決めています。
NICはグローバルアドレスを管理している組織です。
日本ではJPNICという組織がグローバルアドレスを管理しています。

■プライベートアドレス

他の場所のネットワークと重複して使用できるアドレスです
イメージに例えると、家の中のリビングや寝室のような存在です。
ただし、同一のネットワーク上で同じプライベートアドレス
は使用できません。
一般的にはWi-Fiルーターなどに接続すると
自動的にプライベートアドレスが割り振られます。

会社でネットワークを構築する場合はIPアドレスを
営業部、経理部、総務部等々に割り当て構築します。

■ネットワークを構築する方法

ネットワークを構築する前にIPアドレスの仕組み等々を確認しておきます。

■IPアドレスの簡単な仕組み

IPアドレスはネットワークアドレス部とホスト部からできています。
ネットワークアドレス部は
同じネットワークアドレス同士で通信するためのアドレスです。
ホスト部はネットワークアドレスにつなげる機械のアドレスです。

192.168.1.100というIPアドレスだった場合の
ネットワーク部とホスト部です。

第3オクテットまでがネットワークアドレス部、
第4オクテットがホスト部になります。

・同じネットワークアドレス同士か調べる方法
先ほどと同じ192.168.1.100のIPアドレスで
ネットワークアドレスを調べてみます。
ネットワークアドレスを調べるには
サブネットマスクというものを使います。
サブネットマスクは、ネットワークアドレスのみを
取り出すための数字です。

192.168.1.100のサブネットマスクは255.255.255.0になります。

ネットワークアドレスを調べるためにサブネットマスクを2進数にします。

IPアドレスも2進数にします。

IPアドレスの第3オクテットまで、
サブネットマスクの第4オクテットを合計します。
サブネットマスクは、
ネットワークアドレス部が1、ホスト部が0で構成されています。
ホスト部は0とみなされますので、
ネットワークアドレスではホスト部は全て0になります。

2進数を10進数にします。
192.168.1.100のネットワークアドレスが求められました。

■ネットワークアドレスに接続できる台数

IPアドレスには/24等の数字が記載されているときがあります。

/24はサブネットマスクのビットが立っている数を示しています。

サブネットマスク

サブネットマスクを2進数にしてみます。

ビットが立っているところをネットワークアドレス部、
ビットが立っていないところがホスト部です。
8bit×3オクテット = 24bitなので、/24と同じ数になります。

24/はネットワークアドレス部で24bit分、
使用していることを伝えてくれています。

この/24などの記載をプレフィックス長と呼んでいます。

ネットワークアドレス部が24bit使用しているので、
残り8bitがホスト部になります。

このネットワークアドレスに接続できる機械の数は
合計で254台までつなげることができます。

1オクテットで表せる数は00000000から11111111までの256通りですが、
00000000はネットワークアドレス
11111111はブロードキャストアドレスとして割り当て済みなので、
256-2の合計で254までです。

ブロードキャストアドレスはネットワーク上の機械に通信を
一斉送信するために使うアドレスです。

■255台以上つなげる方法

ネットワークアドレス部の一部をホスト部に割り当てる方法があります。
先ほどと同じネットワークアドレスに接続できる台数を増やす方法です。

プレフィックス長を/24から/23にします。

サブネットマスクの24bitから23bitに変わります。

IPアドレスも2進数にしました。

IPアドレスの第3オクテットとサブネットの第4オクテットを合計します。

10進数にします。510台まで接続できるIPアドレスが求められました。

サブネットマスクの0はホスト部とみなされるので、
第3オクテットが0に変わります。

ホスト部が1bit増えたので2の9乗になり512-2=510台まで
192.168.0.0のネットワークアドレスにつなげる機械を
増やすことができるようになりました。

■ネットワークアドレス求め方のおさらいと
ブロードキャストアドレスの求め方

192.168.1.50/28のIPアドレスだった場合の
ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスの求め方です。

・ネットワークアドレスの求め方おさらい
プレフィックス長が/28なので、
サブネットマスクを2進数にすると下記の数字になります。

2進数を10進数にするとサブネットマスクの値が求まります。

IPアドレスを2進数にします。

サブネットマスクとIPアドレスの第4オクテットを計算します。
サブネットマスクの4オクテット

サブネットの左から4つはビットが立っているのでネットワーク部になります。
分かりやすいように赤く色を塗りました。

IPアドレスの4オクテット

赤く塗っているところがネットワーク部になりますので、それ以外がホスト部になります。

ネットワークアドレスを求めたい時はホスト部はすべて0と見なします。

ホスト部を2進数から10進数にします。ホスト部は48になります。

ネットワークアドレス

ネットワークアドレスを求めることができました。

・ブロードキャストアドレスも求めます。
IPアドレスの4オクテット

赤く塗っているところがネットワーク部になりますので、 それ以外がホスト部になります。

ブロードキャストアドレスの時はホスト部は反対にすべて1になります。

2進数を10進数にします。ホスト部は63になります。

ブロードキャストアドレスを求めることができました。

ネットワークアドレスが192.168.1.48/28、
ブロードキャストアドレスが192.168.1.63/28なので、
接続できる機械の数はホスト部の47から62ということになります。
なので15台まで192.168.1.48/28のネットワークアドレスの
グループでネットワークグループにIPアドレスを割り当てることが分かります

・同じネットワークグループか調べる方法
ネットワークアドレスからネットワークグループを調べることで
機械同士が通信ができるか確かめられます。

PC(1)192.168.5.30/28、(2)192.168.5.20/28
それぞれのネットワークアドレスを割り出します。
割り出す方法は前回、調べた方法です。
通信できるかは関係ないですがブロードキャストアドレスを割り出しました

PC(1)IPアドレス

PC(1)ネットワークアドレス

PC(1)ブロードキャストアドレス

PC(2)IPアドレス

PC(2)ネットワークアドレス

PC(2)ブロードキャストアドレス

PC(1)(2)ネットワークアドレス

PC(1)、(2)は同じネットワークアドレスという結果がわかりました
同じネットワークグループであることが分かります。
同じネットワークグループ同士は通信ができるので、
PC(1)、(2)は通信ができます。

PC(1)(2)のブロードキャストアドレス

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスの
間に17から30までの15台の機械をつなげることができます。

■ネットワーク構成図

192.168.5.16のネットワークアドレスを求めることができたので
ネットワーク構成図を書いてみます。
右端にネットワークアドレスを書きます。

()の中に使用できるホスト部のアドレスを書いて置きます。

水平線の下に接続する端末のIPアドレスを書いていきます。

機械を増やすときは(17〜30)の中からホスト部のアドレスを選びます。
選んだIPを新しい機械に割り当てます。

インターネットを使用するならルーターを追加します。
ルーターにもIPアドレスを割り当てます。

インターネットにはプロバイダーの契約も必要です。
プロバイダーも構成図に書いて置きます。

ネットワークを構築する際はネットワーク構成図を作ってから
ネットワークを構築することを学びました。

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