IPプロトコル(1)

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
  • VLSM ... Variable Length Subnet Mask

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)

• 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

1. 172.31.40.0/23 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。
   • 172.31.41.255
2. 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。

• 172.17.8.33 ? 172.17.8.46
  • 172.17.8.32 255.255.255.240