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IPアドレス～インターネット応用（2024.06.03）

寿司 | ソフトウェア開発者

参考書

IPアドレス

IPアドレス

  • Internet Protocol Address

  • ネットワークに接続している「コンピュータ」を識別するための番号

  • 最終的な通信相手を特定する番号

  • ネットワーク上の住所（コンピュータの場所）を示す値

  • 数値とピリオドで構成される

  • IPアドレスは、世界中で重複のない、唯一の値であることが必要

  • アメリカにある「ICAN」という管理団体が管理している

ポート番号とMACアドレス

  • IPアドレスだけでは、通信相手を特定することはできない

  • IPアドレスを使うと、インターネット上で1台のコンピュータを特定は可能

  • 実際に通信するには、「ポート番号」と「MACアドレス」が必要

ポート番号

  • アプリケーションソフトウェアごとに割り当てられる「情報の出入口を示す値」

  • アプリケーションソフトウェアの例

    • ブラウザ

    • メールソフト

  • コンピュータを特定しただけでは、コンピュータ上で動いているどのアプリケーションソフトウェアと通信すればよいかわからない

  • そこで必要になるのがポート番号

  • ポート番号使って、通信相手となるアプリケーションソフトウェアを特定する。

MACアドレス

  • ネットワーク機器ごとに割り当てられる固有の宛先

  • コンピュータ（ルータやサーバを含む）を識別する番号

  • 次の通信相手を特定する番号

  • データが、IPアドレスの指す最終的なコンピュータにたどり着くまでには、ルーターなどのたくさんの中継点となるネットワーク機器を経由する。

  • これらの中継地点となるネットワーク機器を識別するための番号がMACアドレス

MACアドレスを構成コード

  • MACアドレスは、「ベンダーID」と「固有製造番号」の2つのコードで構成される

  • ベンダーID
    ネットワーク機器メーカに割り当てられたコード

  • 固有製造番号
    各メーカが自社の製品に割り当てた一意のコード

  • MACアドレスは、48ビットで表される

  • 前半24ビットがベンダーID、後半24ビットが固有製造番号となる

  • 通常は16進数で表現されることの方が多い

サブネットマスク

ネットワーク部とホスト部

  • IPアドレスはネットワーク部とホスト部という2つのパートで構成されている

  • 2進数で表すと32桁

  • ネットワーク部
    宛先となるコンピュータが所属するネットワークを示す

  • ホスト部
    コンピュータのアドレスを示す

  • ホスト
    IPアドレスが割り振られたコンピュータのこと

サブネットマスク

  • ネットワーク部とホスト部を区別するための番号

  • 32桁のIPアドレス全体のうち、どこからどこまでがネットワーク部で、どこからどこまでがホスト部なのかは、サブネットマスクによって決まる。

  • ネットワーク部を「1」、ホスト部を「０」で表す

アドレスプレフィックス表記法

  • IPアドレスに含まれるネットワーク部の桁数を表す方法

  • IPアドレスに毎回サブネットマスクを併記するのは煩雑なため、採用された

  • この表記法では、IPアドレスの末尾に「／」（スラッシュ）を追加して、ネットワーク部の桁数（サブネットマスク）を表記する。

  • プレフィックス（prefix）とは、「接頭辞」という意味、IPアドレスの「先頭から」何桁がネットワーク部であるかを表す

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス

  • 実際にネットワークに接続できるコンピュータの数（利用できるIPアドレスの数）が、理論値よりも2台分少ない

  • IPアドレスの中に特別な働きをする2つのアドレスがあるため

  • ネットワークアドレス

    • ホスト部がすべて「0」のIPアドレス

    • LANを識別する番号として使われる

  • ブロードキャストアドレス

    • ホスト部がすべて「1」のIPアドレス

    • 同一ネットワーク内にあるすべてのホストにデータを送信するときに使われる

  • 上記の2つのIPアドレスが事前に用途が決められているため、理論値よりも2つ少ない

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

IPv6

  • IPv4は32桁の2進数（32ビット）で構成されていて、アドレスの総数は約43億個（2の32乗）

  • 現在、携帯電話だけでも80億台あるといわれており、IPアドレスが枯渇している

  • IPアドレス枯渇問題を解消するために登場したのがIPv6

IPv6のアドレス総数の表記法

  • 128桁の2進数（128ビット）で構成されている

  • 16ビットごとに「：」（コロン）で区切って16進数で表す

  • ちなみに、IPv4→8ビットごとに「．」（ピリオド）で区切って10進数で表す

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

  • IPv4のIPアドレスは、大きく次の2つに分類できる

  • グローバルIPアドレス
    インターネットに接続するコンピュータに割り当てられる、世界で唯一（一意）のIPアドレス

  • プライベートIPアドレス
    インターネットに直接は接続しないコンピュータに割り当てられる、LAN内だけで使うＩＰアドレス

  • プライベートIPアドレスだけでは、インターネットに接続できないため、事前にグローバルIPアドレスを取得する必要がある

グローバルIPアドレスを取得する方法

  • 「ルーター」に割り当てられているグローバルIPアドレスを一時的に借りて、インターネットに接続する

NAT

  • Network Address Translation

  • プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスへ変換する技術のこと

  • IPv4では、アドレスが43億個しかないため、すべてのコンピュータにグローバルIPアドレスを割り当てることができない

  • NATの技術を使って、インターネットへの接続が必要ないときはプライベートIPアドレス使い、必要になったときのみ、グローバルIPアドレスに変換することでIPv4の不足問題を解消している

NAPT

  • Network Address Port Translation

  • 複数のプライベートIPアドレスを、1つのグローバルIPアドレスに変換する技術

  • NAPTを利用すると、プライベートIPアドレス持つ複数のコンピュータが同時にインターネットにアクセスできる

  • NATは、1つのプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに変換することしかできない

DHCP

  • Dynamic Host Configuration Protocol

  • IPアドレスを各コンピュータに自動的に割り当てるプロトコル

DHCPの役割

  • LAN内にある他のコンピュータのIPアドレスを自動的に調査し、値が重複しないようにIPアドレスを管理してくれる

進捗

６８　／　９７　（７０％）

6月4日は用事があり、勉強ができない可能性があったので、2日分まとめて6月3日にやりました！

今日は、6月3日にやった半分のみの投稿です。

残りの半分は明日投稿します！


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