TCP/IP編3 - IPアドレス

第四章　IPアドレス

各TCP/IPホストはIPアドレスによって識別される。TCP/IPを使用して通信する各ホストやネットワークコンポーネントには、それぞれ異なるユニークなIPアドレスが必要である。住所によって住宅の場所を識別するのと同じように、ネットワークの上でシステムの場所を特定するためにIPアドレスが使われる。

4-1、IPアドレッシング

IPアドレスはどのネットワークに含まれるかを示す「ネットワークアドレス部」と、そのネットワークの中のどの装置かを示す「ホストアドレス部」から構成されている。IPで通信するノードにはすべてこのIPアドレスを割り当てておかなければならない。特にインターネットに接続されているノードでは、IPアドレスが複数の装置に重複して割り当てることが許されないので、世界的には Network Solutionsが、日本ではJPNICが管理している。 Network Solutions や JPNIC は、ネットワークアドレス部を管理し、申請のあった組織に割り当てる。ホストアドレス部は、組織の中で管理され各装置に割り当てられる。通常は、組織の中でも複数のネットワークが存在するので、ホストアドレス部の一部をサブネットワークアドレスとして、部署やフロア等毎にIPアドレスの割当てを変えるのが一般的である。IPアドレスは属するネットワークにより決まるもので、同じ装置であっても接続するネットワークが変われば、IPアドレスを変える必要がある。

IPアドレスは、32ビットの2進数であるが、一度に32ビットを扱うのではなく、一般的には、「オクテット」と呼ばれる4つの8ビットフィールドに区切って扱う。それぞれのオクテットを0～255の範囲の10進数に変換して、ピリオド（点）によって分割する。

2進法 (binary system)：0と1の2つの数字で数値を表現する方法。コンピュータを制御するコードは、この2進法で表現された数 (2進数) のデータ (バイナリコード) として解釈され、実行される。

131.107.2.200：IPアドレスの例

10000011.01101011.00000010.11001000：上記のIPアドレスのバイナリコード

2の7乗	2の6乗	2の5乗	2の4乗	2の3乗	2の2乗	2の1乗	2の0乗
128	64	32	16	8	4	2	1

128	64	32	16	8	4	2	1
1	0	0	0	0	0	1	1	131
0	1	1	0	1	0	2	2	107
0	0	0	0	0	0	1	0	2
1	1	0	0	1	0	0	0	200

バイナリコードの求め方

アクセサリーの電卓で電卓の種類において関数電卓を選択する。数字を入力後、左上の選択肢の「2進」を選択すると入力した数字のバイナリコードが表示される。再び｢10進｣を選択すると本来の計算機に戻る。注意としては頭に0がついた場合は最初の1までの0は省略される。IPアドレスのオクテットのバイナリコードは8桁であることを念頭に入れておけばよい。

4-2、IPアドレスのクラス

インターネットコミュニティでは、さまざまな規模のネットワークに適合できるように、もともと5つのアドレスクラスを定義している。Microsoft TCP/IPは、ホストに割り当てるために、クラスA、B、Cの3つのアドレスクラスをサポートしている。アドレスのクラスとは、どのビットがネットワークIDに使用されるか、そしてどのビットがホストIDに使用されるかを定義するものである。クラスにより、利用可能なネットワーク数と、ネットワークごとに利用可能なホスト数が決まる。

クラスA：大規模ネットワークに使用される

先頭1ビットが0、始めのオクテットが1から126 (00000001 - 01111110)

---./---.---.---：ネットワークアドレス部 / ホストアドレス部

クラスB：中規模ネットワークに使用される

先頭2ビットが10、始めのオクテットが128から191 (10000000 - 10111111)

---.---./---.---：ネットワークアドレス部 / ホストアドレス部

クラスC：小規模ネットワークに使用される

先頭3ビットが110、始めのオクテットが192から223 (11000000 - 11011111)

---.---.---./---：ネットワークアドレス部 / ホストアドレス部

クラスD：マルチキャスト通信用。複数のホストに同時にパケットを送信

先頭4ビットが1110、始めのオクテットが224-239 (11100000 - 11101111)

クラスE：実験用

先頭5ビットが11110、始めのオクテットが240-247 (11110000 - 11110111)

4-3、ネットワークIDに対するガイドライン

ネットワークIDは、物理的に同じネットワーク上にあるTCP/IPホストを識別するために使われる。物理的に同じネットワーク上のすべてのホストは、お互いに通信するために、同じネットワークIDを割り当てられなくてはならない。

	ネットワークアドレスは、IPインターネットワーク上でユニークでなければならない。インターネットに直接ルーティングできるような接続を計画しているのなら、ネットワークIDはインターネット上でもユニークでなければならない。インターネットに接続する予定がないのなら、ローカルネットワークIDはプライベートインターネットワークにおいてユニークにすればよい。
	ネットワークIDの先頭を127にすることはできない。127.x.y.zは、ローカルコンピュータ上でのループバックテストとプロセス間通信のために予約されている。
	ネットワークIDのすべてのビットを1にすることはできない。ネットワークIDがすべて1のアドレスは、IPブロードキャストアドレスとして使用するために予約されている。
	ネットワークIDのすべてのビットを0にすることはできない。ネットワークIDがすべて0のアドレスは、ローカルネットワーク上の特定のホストを表し、ルーティングされない。

4-4、ホストIDに対するガイドライン

ホストIDはネットワーク上のTCP/IPホストを識別するために使われる。IPネットワークIDとIPホストIDを対にしたものがIPアドレスである。

	ホストIDは同一のネットワークID内でユニークでなければならない。
	ホストIDのすべてのビットを1にすることはできない。このようなホストIDは全てのホストにパケットを送るためのブロードキャストアドレスとして使用するために予約されている。
	ホストIDのすべてのビットを0にセットすることはできない。このようなホストIDは、ネットワークIDを表すために予約されている。

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