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）

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1 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）

2 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

3 レイヤ１(物理層）

4 レイヤ１ たとえば10BaseTの規定では

5 レイヤ２

6 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

7 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

8 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

9 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

10 レイヤ４ TCPとUDP

11 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

12 レイヤを通して見たら

13 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

14 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

15 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 約40億

16 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 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

17 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， は自分， はﾙｰﾌﾟﾊﾞｯｸ用 256×256×256－2=16,777,214個のﾎｽﾄ Class A ( – )　 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 ( )×256=16,384個のﾈｯﾄﾜｰｸ 256×256－2=65,534個のﾎｽﾄ Class B ( – )　 1 Network ID Host ID ( )×256×256=2,097,152個のﾈｯﾄﾜｰｸ 256－2=254個のﾎｽﾄ Class C ( – ) 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

18 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 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

19 サブネットアドレスの求め方 自分の IPアドレス 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 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 ( ) ( ) ただし， はネットワークのアドレス， 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

20 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 　 　<=> /24 　 　 　<=> /16 前ページの例は， ネットアドレス で，ネットマスク と表現していたが，それを　 /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

21 ＣＩＤＲによる経路集約 23 : 24 : 16 : /12 /16 /16

22 ＣＩＤＲによる経路集約 / / / / 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） /

23 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 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 　　 ( ) × ( ) 　 ( ) →　サブネットアドレスは， となる 　　 CIDRで表記すれば， /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 　　　 ( ) 　　　　から 　　　 ( ) から　 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

24 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

25 どうやって通信するか あなたのPCは　 IPアドレス 　 (10= ) サブネットマスク　 (248= ) 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， となる（8= ) ここで 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 × = →自ネット！ 12= 248= →　 =8

26 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
　　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 × = →　他ネット！ 20= 248= →　 =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