ネットワーク工学nmana.kanagawa-it.ac.jp/pdf/ネットワーク工学...ネットワーク層・集中復習...

ネットワーク工学ネットワーク層

IPアドレス関連

入門編

1

ネットワーク層・集中復習

ネットワーク層再入門

ネットワーク工学

2

■IPアドレスは住所IPアドレスは住所。IPアドレスにより、「どこまで届けるか」「どういうルートで届けるか」を決めることができる。インターネットはすべてこの「IPアドレス＝住所」で接続している。

■ PCの世界の住所IPアドレス：１９２．１６８．１．１０

■現実の世界の住所郵便住所：神奈川県厚木市下荻野1030




3

IPアドレスを用いて、「配送ルート」も決めることができる。

これを「経路制御」＝「ルーティング」と呼ぶ。ポイントは、郵便局では「神奈川県厚木市」までしか見ないで配送するように、IPアドレスもその「ネットワークアドレス」しか見ないで配送する。

東京

神奈川

埼玉

千葉

横浜

相模

厚木下荻野

「神奈川県厚木市」はこっち

宛先は神奈川県厚木市下荻野1030

「神奈川県厚木市」宛はまずは相模へ

「神奈川県厚木市」宛はこっち

海老名

厚木郵便局で始めて「下荻野1030」の宛名

をみて配送

ひとつひとつの区間を「ホップ」という。

荷物を仕分ける「経路制御表」に従って次の行き先を決める


IPアドレスとは

4

■ IPアドレスは、8bit×4個＝３２bitの２進数で構成される。通常は４つの10進数で表す。

例： 192.168.0.1

⇒これは人間にわかりやすいようにしているだけで実際のIPアドレスは

11000000. 10101000. 00000000. 00000001(192) (168) (0) (1)

なる「2進数32桁」のアドレスとして処理されている。




5

■ TCP/IP通信を行うすべての機器は、ネットワーク接続口ごとに必ずIPアドレスを持つ。

・パソコン：ひとつのIPアドレスを持つ。・ルータ：接続の数だけIPアドレスをもつ。・スイッチ：IPアドレスを持たない（⇒データリンク層通信だから）

192.168.0.1

ハブブリッジ

IPアドレスなし

192.168.0.9 192.168.3.1

IPアドレスなし

192.168.3.7

ルーター




6

■なぜルーターはひとつのIPアドレスじゃダメなの？ルーターは「県境の配送所」にあたると思えばいい。「神奈川県の住所」も、「東京都の住所」も持ち、それぞれの県内の配送に対応しているのだ。

・正確にいうと、接続ポートごとに接続するネットワークアドレスが異なるので、同じ IPアドレスはもてない。

192.168.0.9

ルーター東京都の住所東京都

192.168.0.0/24

192.168.3.1

神奈川県の住所神奈川県

192.168.3.0/24

ネットワークアドレスが異なる




7

■ IPアドレスはひとつで二つの機能配送に用いる「ネットワークアドレス部」と実際の住所を指す「ホストアドレス部」に別れる。ルータは、「ネットワークアドレス」のみ見て配送する。

192 . 168 . 0 . 1 /24ネットワークアドレス部

ホストアドレス部

CIDR表記

192 . 168 . 0 . 1 /24

実際には、二つの機能がある




8

■ IPアドレスはひとつで二つの機能■ネットワークアドレス

所属するネットワーク。住所の大枠。■ホストアドレス

実際にPCやルーターにつける「実際の住所」にあたる

192 . 168 . 0 . 1 /24ネットワークアドレス部


CIDR表記




9

神奈川県厚木市下荻野 1030 N科K1-901岡本（学）宛

■IPアドレスはひとつで二つの機能

MACアドレス

ネットワークアドレスホストアドレス

全国の郵便局はこの部分だけを見て配送し、厚木市まで届ける。

地元の厚木市の郵便局だけがこの部分を見て実際の住所まで配送。

さらに本人まではMACアドレス指定で届ける（要は詳細住所）

192.168.0. 3 00:10:5A:70:33:61

MACアドレス

ネットワークアドレスホストアドレス

ルーターはこの部分だけを見て配送し、192.168.0.0 のネットワークまで届ける。

192.168.0.0 ネットワーク

まで来て初めて192.168.0.3 まで配送。

さらにPCまではMACアドレス指定で届ける。最後はIPアドレスからMACアドレスに変換して配送している。




10

■ IPアドレスの区切り「どこまでがネットワークアドレスで、どこからがホストアドレスなのか」、区切りの指定は2種類。

■ CIDR ： 2進数の○桁目で区切ると「桁指定」例： /24 ⇒ 2進数で24桁目で区切る

■サブネットマスク：区切りの○桁目まで「1」を並べた2進数で区切りを示す。例： 255.255.255.128 ⇒ 2進数25桁

192 . 168 . 0 . 1ネットワークアドレス部ホストアドレス部

区切り方2種類




11

＜IPアドレスの区切り方①＞■ CIDR ： 2進数の○桁目で区切ると「桁指定」する

■例① 192.168.1.3 / 24 のPCのネットワークアドレスは？11000000.10101000.00000001.00000011 /24

(192) (168) (1) (3)

よって、「192.168.1.0」がこのPCが所属するネットワーク

先頭24桁がネットワークアドレス ( /24 で示す)

■例② 192.168.1.130 / 25 のPCのネットワークアドレスは？11000000.10101000.00000001.10000010 /24

(192) (168) (1) (130)


先頭25桁がネットワークアドレス ( /25 で示す)




12

＜IPアドレスの区切り方②＞■サブネットマスク：区切りの2進数○桁目まで１を並べたもの

■例① 192.168.1.254 で、サブネットマスク 255.255.255.128 のPCのネットワークアドレスは？

11000000.10101000.00000001.11111110(192) (168) (1) (254)

11111111.11111111.11111111.10000000 サブネットマスク(255) (255) (255) (128)



サブネットマスクとは


13

■ CIDR⇒サブネットマスクの変換

192.168.0.1/24 ⇒ この桁数分だけ2進数の「１」で埋めたものがサブネットマスク

２４桁⇒ 11111111 . 11111111. 11111111. 00000000

これを10進数で表した 255.255.255.0 がサブネットマスク

■サブネットマスク⇒ CIDRの変換

255.255.255.192 ⇒ 2進数で書いた1の数がCIDR

255.255.255.192 ⇒ 11111111 . 11111111. 11111111. 11000000よってCIDR 「／２６」（「１」の数を数えると２６ある）


ホストアドレス


14

■ IPアドレスのうち、ネットワークアドレス部以外で自由に使えるアドレスを、「ホストアドレス」と呼び、PC等に与えることができる。実際の「住所」にあたる。

例：１９２．１６８．３．０／２４のネットワークでは

ここだけ自由に使える

ネットワークアドレス部

11000000 . 10101000 . 00000011 . 00000000ホスト部

この例では、ホスト部は最後の8桁だから、「00000000」から「11111111」まで使える。ただし「00000000」と「11111111」は使えないので、実際は「00000001」～「11111110」までの254個。

ここは固定変更不可




15

■ 「ホスト部がすべて０」はネットワークアドレス「ホスト部がすべて１」はブロードキャストアドレスとして予約してあるので、PCやルータには使えない。

すべてのビットが０：「ネットワークアドレス」例： 192.168.0.0 / 24

11000000 . 10101000 . 00000000 . 00000000

すべてのビットが１：「ブロードキャストアドレス」例： 192.168.0.255 /24

11000000 . 10101000 . 00000000 . 11111111

ホスト部がすべて０

ホスト部がすべて１






16

＜ホストアドレスの数＞■例 192.168.1.254のPCが所属するネットワークで、

CIDRなら「／２５」、サブネットマスクなら 255.255.255.128で表記されているが、ここに配置できるホストは何台か

11000000.10101000.00000001.11111110 いまあるPC(192) (168) (1) (254)

11111111.11111111.11111111.10000000 サブネットマスク(255) (255) (255) (128) （CIDRなら25桁）

よって、「192.168.1.128」がこのPCが所属するネットワークでホストは、最後の7桁「0000000」～「1111111」が使える。「すべて０」と「すべて１」は除くから実際には「0000001」（十進数で 1 ）～「1111110」（十進数で126）までなので、「１２６台」使える。

演習のための復習

ネットワークの分割


17

ひとつのネットワークは、「内部でさらに細かいネットワークに分ける」ことができる。

192.168.0.0 / 25のネットワーク

192.168.0.69

192.168.0.3

「192.168.0.0/25」ネットワークにある、192.168.0.3に情報を送信する。

（送信側は内部の細かいネットワークの分割は知らなくてよい）

192.168.0.0 / 26のネットワーク

192.168.0.64 / 26のネットワーク

基本的には、CIDRによる「ネットワークアドレス」の区切りを

右にずらして、新たに区分けすることで分割




18

192.168.0.0 / 25 のネットワーク分割

2進数で、192.168.0.0を書くとこうなる。11000000.10101000.00000000.00000000

ネットワークアドレスは、CIDRによる25桁固定

ここは「ネットワークを表す」ので自由に使えない。


自由に使える！

0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 ⇒ 192.168.0.0/261 0 0 0 0 0 0 ⇒ 192.168.64.0/26

自由に使える「7桁」の最初の1桁目を「ネットワークを表す」

ことにすると、二つのネットワークに分割できる

/25⇒/26 にすることで最初の26桁目もネットワークアドレスにする。そして、「26桁目が０のネットワーク」「26桁目が１のネットワーク」の二つに分ける

新しいホスト部（ひと桁減った）新ネットワーク部




19

192.168.0.0 / 25 のネットワーク４分割の例（この場合は二桁右にずらす）

192.168.0.0 / 25のネットワーク

192.168.0.1～30

192.168.0.0 / 27のネットワーク

11000000.10101000.00000000.00000000

11000000.10101000.00000000.0000000025桁はネットワークアドレスとして固定残り7桁は自由

25桁はネットワークアドレスとして固定

25 + 2桁をネットワークアドレスにする

残り5桁をホスト部

００ネットワーク

192.168.0.33～62

192.168.0.32 / 27のネットワーク

11000000.10101000.00000000.0010000025桁はネットワークアドレスとして固定



０1ネットワーク

192.168.0.65～94

192.168.0.64 / 27のネットワーク




10ネットワーク

192.168.0.97～126

192.168.0.096/ 27のネットワーク




11ネットワーク

ネットワーク工学nmana.kanagawa-it.ac.jp/pdf/ネットワーク工学...ネットワーク層・集中復習...

Documents