IPアドレス・サブネット
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IPアドレスは「ネットワーク上の住所」。OSI参照モデルでいうネットワーク層(3層)で使われる、通信の宛先を特定するための番号。
基本構造
IPv4アドレスは32ビット(0〜255の数字4つをドット区切りで表記)。例: 192.168.1.5
IPアドレスは「ネットワーク部」と「ホスト部」の2つに分かれる。
- ネットワーク部: どのネットワーク(建物)に属しているか
- ホスト部: そのネットワーク内でどの端末(部屋番号)か
郵便住所に例えると「東京都渋谷区(ネットワーク部)1-2-3(ホスト部)」のイメージ。同じネットワーク部を持つ端末同士はルーターを介さず直接通信できる(OSI参照モデルの「同一LAN内」の話)。
サブネットマスクとCIDR表記
32ビットのうち、どこまでがネットワーク部かを指定するのがサブネットマスク。192.168.1.0/24 の /24 は「先頭24ビットがネットワーク部」という意味(CIDR表記)。
192 . 168 . 1 . 0
11000000.10101000.00000001.00000000
└────────ネットワーク部(24bit)────┘└ホスト部(8bit)┘- ネットワーク部24ビット →
192.168.1は固定 - ホスト部 32-24=8ビット → 2^8=256通り、端末ごとに変わる
予約された特別なアドレス
256通りのうち2つは端末に割り当てられない。
192.168.1.0(ホスト部が全て0) → ネットワークアドレス(ネットワーク自体を指す)192.168.1.255(ホスト部が全て1) → ブロードキャストアドレス(ネットワーク内全員宛)
そのため実際に割り当て可能なホスト数は 256-2=254台。/24より数字が小さいほどネットワーク部が短くなり、1ネットワークに収容できる台数は増える(例: /16なら約6.5万台)。
プライベートIPとグローバルIP
- プライベートIP: 組織内・家庭内LANなど閉じたネットワークでのみ使う。インターネット上では直接ルーティングされない
10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16の範囲が予約されている
- グローバルIP: インターネット上で一意に識別されるアドレス。ISPなどから割り当てられる
家庭のWi-Fiに繋がる複数端末は、それぞれプライベートIPを持ちつつ、インターネットへは1つのグローバルIPとして出ていく。これを実現するのがルーティング・NAT。
その他よく出る用語
- ループバックアドレス:
127.0.0.1。自分自身を指す特殊アドレス(localhost) - デフォルトゲートウェイ: 自分のネットワークの外(インターネット等)へ出ていくときの出口となるルーターのIP
- IPv6: IPv4(32ビット)のアドレス枯渇に対応するため128ビットで設計された次世代規格。表記は
2001:0db8::1のようにコロン区切りの16進数