インターネットのプロトコル階層 ネットワーク層（IPアドレス）

インターネットプロトコル階層とOSI OSIの7層モデルはインターネットでは５層と考えられる 下図はwebアクセスの例

レイヤ１(物理層）

レイヤ１ たとえば10BaseTの規定では

レイヤ２

レイヤ２ レイヤ２はLANの範囲内で直接つながる相手との通信

レイヤ３(ネットワーク層） レイヤ３はデータを相手まで届ける

レイヤ３ レイヤ３はレイヤ２を利用し，レイヤ２はレイヤ１を利用する

レイヤ４(トランスポート層） データの品質を管理し，目的のアプリケーションにデータを渡す

レイヤ４ TCPとUDP

レイヤ５（アプリケーション） アプリケーション同士がやりとり

レイヤを通して見たら

ネットワーク層(IP層)の役割 第３層（ネットワーク層）の役割 データの転送単位：IPデータグラム 下位層を用い両端のシステム間でデータの伝送や中継を行う 異なる種類の回線を経由して相手までデータを届ける役割を担う データの転送単位：IPデータグラム IPヘッダ＋データ データ IPヘッダ ルータ データリンク層 ネットワーク層

IP層の役割 IPの機能その１：アドレス管理 IPの機能その２：経路制御 ネットワークに接続しているコンピュータの中から，通信を行う宛先を指定する IPの機能その２：経路制御 宛先コンピュータまでの経路を決定する

IPアドレス構成(IPv4) IPアドレス：インターネット上で一意に決まる識別子 ホストのネットワークインタフェースに付与される ３２ビット固定長（232=4,294,967,296個の識別子） ネットワーク識別子＋ホスト識別子 ８ビットずつ区切って１０進数で表現し、ピリオドで区切って並べる 11000000 10101000 10100111 11110111 192.168.167.247 約40億

IPアドレスの構造とクラスわけ IPアドレスはネットワーク部とホスト部からなる ネットワーク部の大きさによってクラスわけ ネットワーク部：組織をあらわす ホスト部：組織内での番地をあらわす ネットワーク部の大きさによってクラスわけ 202.255.229. 102 ネットワーク部 24bit ホスト部 8bit 10 110 24bit 16bit 8bit クラスA クラスB クラスC

IPアドレス（ホストとNWのアドレス） 通信相手指定とルーチングのため、アドレスを付与 ルーチングのためのNWアドレス NW規模（ホスト数）に応じた３つのNW-IDのクラス クラスフル・アドレス 126個のﾈｯﾄﾜｰｸ，0.0.0.0は自分，127.0.0.0はﾙｰﾌﾟﾊﾞｯｸ用 256×256×256－2=16,777,214個のﾎｽﾄ Class A (1.0.0.0 – 126.0.0.0)　 ﾎｽﾄの全0はﾈｯﾄﾜｰｸｱﾄﾞﾚｽとして，全1はそのﾈｯﾄﾜｰｸのすべてのﾎｽﾄに放送でパケットを届けるためののｱﾄﾞﾚｽとして予約されているため2引く ユニキャストアドレス Network ID Host ID (191-127)×256=16,384個のﾈｯﾄﾜｰｸ 256×256－2=65,534個のﾎｽﾄ Class B (128.0.0.0 – 191.255.0.0)　 1 Network ID Host ID (223-191)×256×256=2,097,152個のﾈｯﾄﾜｰｸ 256－2=254個のﾎｽﾄ Class C (192.0.0.0 – 223.255.255.0) 1 Network ID Host ID 第１オクテット 第２オクテット 第３オクテット 第４オクテット 第１オクテットを見たらクラスがわかる

サブネットマスク サブネット：枯渇するＮＷアドレスを増やすため、ホストアドレス領域をＮＷアドレスとして利用可能とする仕組み サブネットマスク：どこまでがＮＷアドレス領域なのかを指定 クラスＢのNetwork アドレス クラスＢのHost アドレス 10000001 10101000 10100111 11110111 11111111 11111111 11111100 00000000 10000001 10101000 10100100 00000000 129.168.167.247 255.255.252.0 129.168.164.0 ＡＮＤ Subnet address Network part Subnet part Host part Subnet mask ネットワークアドレスの計算法

サブネットアドレスの求め方 自分の IPアドレス 10000001 10101000 10100111 11110111 11111111 11111111 11111100 00000000 10000001 10101000 10100100 00000000 129.168.167.247 255.255.252.0 129.168.164.0 サブネット マスク 自分の属する (サブ)ネットアドレス 自分の属するネットワークのアドレスが129.168.164.0とわかる． このとき，このネットワーク全体に割り当てられているアドレスの範囲は，ホストアドレス部がall”0”からall”1”の範囲と考えられるので 10000001 10101000 10100100 00000000 (129.168.164.0) 10000001 10101000 10100111 11111111 (129.168.167.255) ただし，129.168.164.0はネットワークのアドレス，129.168.167.255は放送用（ネットワーク内全てに届く）としてホストには割り振らない

ＣＩＤＲ（ネットワークアドレスの表現法） １９９１-：ＣＩＤＲ（Classless　Inter-Domain　Routing） 手ごろな大きさであるクラスＢアドレスの枯渇が見え出した． クラスＣを複数まとめて，組織に配付． 経路表（ルーティング・テーブル）の肥大． 経路制御性能の悪化 アドレスクラスを完全に捨て，ネットワークを「プレフィックス（接頭辞）」で表現． prefix：＝ＩＰアドレス/プレフィックス長 192.32.1.0　255.255.255.0　<=>192.32.1.0/24 192.32.0.0　255.255.0.0　 　<=>192.32.0.0/16 前ページの例は， ネットアドレス129.168.164.0で，ネットマスク255.255.252.0と表現していたが，それを　129.168.164.0/22と表現する． 上から数えて何ビットまでがホストアドレス部分かを示す

ＣＩＤＲによる経路集約 201.23.1.0 201.23.2.0 201.23.3.0 201.24.1.0 23 : 00010111 24 : 00011000 16 : 00010000 201.16.0.0/12 201.23.1.0 201.23.2.0 201.23.3.0 201.24.1.0 201.23.0.0/16 201.24.0.0/16 201.23.1.0 201.23.1.0 201.23.2.0 201.23.2.0 201.24.1.0 201.24.1.0 201.23.3.0 201.23.3.0

ＣＩＤＲによる経路集約 212.56.132.0/24 11010100.00111000.10000100.00000000 212.56.133.0/24 11010100.00111000.10000101.00000000 212.56.134.0/24 11010100.00111000.10000110.00000000 212.56.135.0/24 11010100.00111000.10000111.00000000 すべてのアドレスに共通のプレフィクスを判別すると 以下のように集約できる（管理するアドレスの数を減らせる） 212.56.132.0/22 11010100.00111000.10000100.00000000

サブネットアドレスの求め方の例 ホストのIPアドレス 212. 62. 31. 90 サブネットマスク 255.255.255.224 サブネットマスク 255.255.255.224 のとき，このホストの属するサブネットアドレスを求めなさい 　　11010100 00111110 00011111 010 11010 (212.62.31.90) × 11111111 11111111 11111111 111 00000 (255.255.255.224) 　 11010100 00111110 00011111 010 00000 (212.62.31.64) →　サブネットアドレスは，212.62.31.64となる 　　 CIDRで表記すれば，212.62.31.64/27 となる このサブネットに割当てられるIPアドレスは，ホストアドレス部がall 0 からall 1の範囲なので 　　　11010100 00111110 00011111 010 00000 (212.62.31.64) 　　　　から 　　　11010100 00111110 00011111 010 11111 (212.62.31.95) 212.62.31.64 から　212.62.31.95となる． このうち，64はネットワーク，95は放送用なので，65から94の30個がホスト用に割り当てられる

ICMP (Internet Control Message Protocol) IPはコネクションレス型通信のためパケット転送を保証しない パケットが宛先まで届かない場合の状況を通知する必要がある ICMPはIPフレームのプロトコル番号で識別され， 宛先不到達通知 経路変更通知 生存時間カウンタ（TTL)オーバ通知 到達確認メッセージ ．．． などの情報を提供する ping, traceroute は ICMPを使用している ping→宛先コンピュータの生存確認を行うコマンド traceroute→宛先までの経路確認を行うコマンド

どうやって通信するか あなたのPCは　 IPアドレス 192.168.1.10　 (10=00001010) サブネットマスク　 255.255.255.248 (248=11111000) とすると，あなたの属するネットワークアドレスはマスクをかけ算して，192.168.1.8 となる（8=00001000) ここで 192.168.1.12にパケット送りたいとする 宛先アドレスに自ネットマスクかけてみるとネットワークアドレスが一致 192.168.1.12×255.255.255.248=192.168.1.8 →自ネット！ 12=00001100 248=11111000 →　00001000=8

さてどうやって通信するか こんどは 宛先アドレスに自ネットマスクかけてみると不一致 他ネットなのでデフォルトゲートウェイに投げる 192.168.1.20　　にパケット送りたいとする 宛先アドレスに自ネットマスクかけてみると不一致 192.168.1.20×255.255.255.248=192.168.1.16→　他ネット！ 20=00010100 248=11111000 →　00010000=16 他ネットなのでデフォルトゲートウェイに投げる デフォルトゲートウェイが他ネットワークとの接続を行う装置＝ルータ