パチカンのしったか講座3 

IP=Internet Protocol
 IPはTCPと並んで最重要のプロトコルです、IPがパケットにIPアドレスという宛先及び差出人を 書き込んでくれるので「手紙が届く」=「データが届く」=「通信ができる」のです

グローバルアドレス、プライベートアドレス
 TCP/IPではIPアドレスを指定することにより望みの相手との通信を実現させています、インターネットに おいては同じIPアドレスのホストが複数存在しないように厳重に管理されています。世界的には Network SolusionsICANNが、日本ではJPNICが各種機関や プロバイダ等に割り当てています。このように管理されたユニークなIPアドレスをグローバルアドレスと呼びます。
家庭内や企業内などの閉じたネットワーク内であれば自由に使うことの出来るIPアドレスを プライベートアドレスといいます。
10.0.0.0〜10.255.255.255
172.16.0.0〜172.31.255.255
192.168.0.0〜192.168.255.255
この範囲なら好きなように使ってOKです、「閉じているんならどんなIPアドレスを使ってもいいはずでは?」 と聞く人がたまにいますが決まり事ですのできちんと守りましょう、決まりを破るなら自己責任で。自分の ネットワークアドレスと隣り合った外部ネットワークアドレスが重複してしまうと大混乱の原因になりますので ルータがある場合などでは絶対に避けてください。そもそも家庭内LANでグローバルアドレスを使うことによる メリットなど皆目見当がつきません。
 ちなみに上記の範囲のIPアドレスはインターネットではルーティングしないようになってます、 プライベートアドレスのパケットをインターネットへ流すこと自体禁止されてますが万一のことがあっても ルータで破棄されるわけです。

ネットワークアドレスとホストアドレス
 IPアドレスは32ビットの数値で表されていますが上からn桁目まででネットワークアドレスを表し 残りでホストアドレスを表します。ネットワークアドレスはひとつのネットワークを指定するアドレスで ホストアドレスはそのネットワークの中のひとつのノード(PCやプリンタサーバ)を指定してます。
電話番号の局番と加入者番号のようなものですが局番の方が長くなってます。(あるいは、省略できない 国番号+市外番号+局番と加入者番号と例えたほうがいいかもしれません)
どこまでがネットワークアドレスでどこからホストアドレスなのかはIPアドレスを見ても 全くわかりません、サブネットマスクがこれを解く鍵となります。家庭内LANでは一般的に(255.255.255.0) が使われてますがこれを二進法にしてみます。(*Windowsの場合アクセサリ→電卓で変換できます、 関数電卓で255と入力して2進をクリックすると11111111となります。)

A. 256(-2)台までのネットワーク
サブネットマスク          255          .255          .255             .0 
2進数表記に変換  11111111   11111111   11111111   00000000 
 この場合は
 ネットワークアドレス24ビット
 ホストアドレス8ビット

その他のサブネットマスクの例をふたつ挙げますと

B.1024(-2)台までのネットワーク
サブネットマスク          255          .255          .252             .0 
2進数表記に変換  11111111   11111111   11111100   00000000 
 この場合は
 ネットワークアドレス22ビット
 ホストアドレス10ビット
C.16(-2)台までのネットワーク
サブネットマスク          255          .255          .255          .240 
2進数表記に変換  11111111   11111111   11111111   11110000 
 この場合は
 ネットワークアドレス28ビット
 ホストアドレス4ビット

2進数で表記した時、ずっと続いていた1から0に変わる場所までがネットワークアドレスの長さです。
さてネットワークアドレスの長さ(ビット数)が分かりましたので次は数値を算出してみます。
これは2進数で表したIPアドレスとサブネットマスクの桁ごとのANDをとります。
ANDとは論理積と呼ばれる2進数での計算です、A・B=C とするとAとBが共に1のときだけC が1になります、その他のケースではC=0です。

IPアドレス192.168.0.100、サブネットマスク255.255.255.240
 192.168.0.100   11000000   10101000   00000000   01100100 
 255.255.255.240   11111111   11111111   11111111   11110000 
 桁ごとにAND   11000000   10101000   00000000   01100000 
 十進数に変換   192   168   0   96 
 この例の場合は
 ホストアドレス4ビット
 従って最大ホスト数は
 0000から1111までで
 16(-2)台です。

IPアドレス192.168.0.100、サブネットマスク255.255.255.240の場合のネットワークアドレスは 192.168.0.96であるとわかりました。

さて、先程からなんの説明も無しに「(-2)台」を連発してきましたが実はホストに割り当ててはいけない アドレスが二つあります。ひとつはネットワーク自体を表すネットワークアドレスでもうひとつは ブロードキャストアドレスです。
ブロードキャストアドレスとはネットワーク内の全てのホストに対しての通信に使用するアドレスです。 通常IPにおける通信は相手のIPアドレスを指定して一対一で行いますが相手のIPアドレスではなく ブロードキャストアドレスを指定すると一対(ネットワーク内)全ての通信とみなされます、一斉放送用の 特別なアドレスです。

ブロードキャストアドレスも2進数を用いると簡単にわかります、前出のIPアドレス192.168.0.100、 サブネットマスク255.255.255.240、ネットワークアドレス28ビットホストアドレス 4ビットの場合では二進数表記IPアドレスの下位4ビットを全て にしたものとなります。
同様にネットワークアドレスは二進数表記IPアドレスの下位4ビットを全て にしたものとなります。

 192.168.0.100   11000000   10101000   00000000   01100100 
 255.255.255.240   11111111   11111111   11111111   11110000 
 ネットワークアドレス   11000000   10101000   00000000   01100000 
 十進数に変換   192   168   0   96 
 ブロードキャストアドレス   11000000   10101000   00000000   01101111 
 十進数に変換   192   168   0   111 

CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 表記
4組の数値によるサブネットマスクの表現方法はどうも人間の感覚とマッチしないようです、 最近はネットワークを表すのにネットワークアドレスとそのビット数で表記します。 例 192.168.0.96/28 上記のネットワークはこのように表します。



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