Protocol/IPv4

#amazon(4274062562) #amazon(4274066770)

アドレス表記
ヘッダ
クラスフルアドレッシング
アドレスの種類
サブネットマスク
- ゼロサブネット
CIDR [Classless Inter Domain Routing]
FLSM [Fixed Length Subnet Mask]
VLSM [Variable Length Subnet Mask]
プライベートアドレス
計算方法

アドレス表記 †

32 bit
8 bit ごとにカンマで区切り、10進数で表記

	二進数	十進数	十六進数
開始	00000000.00000000.00000000.00000000	0.0.0.0	00.00.00.00
終了	11111111.11111111.11111111.11111111	255.255.255.255	FF.FF.FF.FF

↑

ヘッダ †

	0 bit~	4 bit~	8 bit~	12 bit~	16 bit~	20 bit~	24 bit~	28 bit~
~4 byte	Version	IHL	ToS		Total Length
~8 byte	Identification				Flags	Fragment Offset
~12 byte	TTL		Protocol Type		Header Checksum
~16 byte	Source IP Address
~20 byte	Destination IP Address
~24 byte	Options				Padding

Version (4 bit)
- 4: IPv4
- 6: IPv6
- http://www.iana.org/assignments/version-numbers
IHL [Internet Header Length] (4 bit)
- IP ヘッダの長さ
ToS [Type of Service] (8 bit)
- QoS で利用
Total Length (16 bit)
- IP パケットのサイズ
Identification (16 bit)
- 識別子
- 送信元が一意の値を入れる
- フラグメントされた場合の復元に使用する
Flags (3 bit)
- 各種フラグ
- 1 bit: 常に 0
- 2 bit: フラグメント禁止は 1
- 3 bit: フラグメントされたパケットで後続がある場合は 1
Fragment Offset (13 bit)
TTL [Time to Live] (8 bit)
Protocol Type (8 bit)
- 1: ICMP
- 6: TCP
- 17: UDP
Header Checksum (16 bit)
- ヘッダのチェックサム
- TTL はホップごとに変わるため、毎回再計算している
Source IP Address (32 bit)
- 送信元 IP アドレス
Destination IP Address (32 bit)
- 宛先 IP アドレス
Options (可変)
Padding (可変)
- 桁あわせ

↑

クラスフルアドレッシング †

ネットワークの規模に応じて、3 クラスのアドレスを割り当てる。

↑

クラス A †

	十進数	二進数
開始	0.0.0.0	00000000.00000000.00000000.00000000
終了	127.255.255.255	01111111.11111111.11111111.11111111

↑

ループバックアドレス †

ローカルホスト
任意のアドレスを利用可能

	十進数	二進数
開始	127.0.0.0	01111111.00000000.00000000.00000000
終了	127.255.255.255	01111111.11111111.11111111.11111111

↑

クラス B †

	十進数	二進数
開始	128.0.0.0	10000000.00000000.00000000.00000000
終了	191.255.255.255	10111111.11111111.11111111.11111111

↑

クラス C †

	十進数	二進数
開始	192.0.0.0	11000000.00000000.00000000.00000000
終了	223.255.255.255	11011111.11111111.11111111.11111111

↑

クラス D †

マルチキャスト用

	十進数	二進数
開始	224.0.0.0	11100000.00000000.00000000.00000000
終了	239.255.255.255	11101111.11111111.11111111.11111111

↑

ローカルスコープ (224.0.0.0~224.0.0.255) †

TTL を 1 にして、サブネット内で使用する

アドレス	受信ホスト	用途
224.0.0.1	サブネット上の全マルチキャスト対応ホスト
224.0.0.2	サブネット上の全ルータ
224.0.0.4	全 DVMRP ルータ	Multicast routing
224.0.0.5	全 OSPF ルータ	OSPF Hello
224.0.0.6	全 OSPF DR/BDR	OSPF LSA (LAN リンク)
224.0.0.9	全 RIPv2 ルータ
224.0.0.10	全 EIGRP ルータ	EIGRP Hello, Update, Query
224.0.0.13	全 PIMv2 ルータ	Multicast routing
224.0.0.18	全 VRRP ルータ	VRRP Hello
224.0.0.102	全 HSRP ルータ	HSRPv2 Hello

↑

グローバルスコープ (224.0.1.0~224.0.1.255) †

224.0.1.1	NTP
224.0.1.24	microsoft-ds

↑

限定管理スコープ (239.0.0.0~239.255.255.255) †

組織内に限定したマルチキャストアドレス
外部にルーティングしてはいけない
組織ローカルスコープ (239.192.0.0~239.251.255.255)
サイトローカルスコープ (239.25[2345].0.0/16)

↑

クラス E †

実験用
元々インターネットでの利用を想定していないセグメントであるため、グローバルネットワークでの利用は難しい

	十進数	二進数
開始	240.0.0.0	11110000.00000000.00000000.00000000
終了	255.255.255.255	11111111.11111111.11111111.11111111

↑

アドレスの種類 †

↑

ユニキャストアドレス †

↑

マルチキャストアドレス †

ブロードキャストと違い、受信前に必要か否かを判断できる
- 不必要なパケットによる無駄な処理がない
クラス D アドレス

↑

ブロードキャストアドレス †

↑

サブネットマスク †

クラスを分割し、複数のセグメントを作る。

サブネットマスク		プレフィックス長	IP アドレスの数		備考
二進数	十進数	(bit)	IP アドレスの数		備考
11111111.00000000.00000000.00000000	255.0.0.0	/ 8	2^24	16,777,216	クラス A
11111111.10000000.00000000.00000000	255.128.0.0	/ 9	2^23	8,388,608
11111111.11000000.00000000.00000000	255.192.0.0	/10	2^22	4,194,304
11111111.11100000.00000000.00000000	255.224.0.0	/11	2^21	2,097,152
11111111.11110000.00000000.00000000	255.240.0.0	/12	2^20	1,048,576
11111111.11111000.00000000.00000000	255.248.0.0	/13	2^19	524,288
11111111.11111100.00000000.00000000	255.252.0.0	/14	2^18	262,144
11111111.11111110.00000000.00000000	255.254.0.0	/15	2^17	131,072
11111111.11111111.00000000.00000000	255.255.0.0	/16	2^16	65,536	クラス B 相当
11111111.11111111.10000000.00000000	255.255.128.0	/17	2^15	32,768
11111111.11111111.11000000.00000000	255.255.192.0	/18	2^14	16,384
11111111.11111111.11100000.00000000	255.255.224.0	/19	2^13	8,192
11111111.11111111.11110000.00000000	255.255.240.0	/20	2^12	4,096
11111111.11111111.11111000.00000000	255.255.248.0	/21	2^11	2,048
11111111.11111111.11111100.00000000	255.255.252.0	/22	2^10	1,024
11111111.11111111.11111110.00000000	255.255.254.0	/23	2^9	512
11111111.11111111.11111111.00000000	255.255.255.0	/24	2^8	256	クラス C 相当
11111111.11111111.11111111.10000000	255.255.255.128	/25	2^7	128
11111111.11111111.11111111.11000000	255.255.255.192	/26	2^6	64
11111111.11111111.11111111.11100000	255.255.255.224	/27	2^5	32
11111111.11111111.11111111.11110000	255.255.255.240	/28	2^4	16
11111111.11111111.11111111.11111100	255.255.255.252	/30	2^2	4
11111111.11111111.11111111.11111000	255.255.255.248	/29	2^3	8
11111111.11111111.11111111.11111110	255.255.255.254	/31	2^1	2	無効
11111111.11111111.11111111.11111111	255.255.255.255	/32	2^0	1

ホストアドレスが二進数ですべて 0 の IP アドレスはネットワークアドレス、すべて 1 の IP アドレスはブロードキャストアドレス
実際に利用可能な IP アドレスの数は上記の数から 2 を引いた数

↑

ゼロサブネット †

↑

CIDR [Classless Inter Domain Routing] †

クラスを無視し、ネットワークアドレスをプレフィックス長で定義する
複数のクラス C アドレスを 1 つにまとめることも可能
- 192.168.0.0/22 など
まとめたセグメントのことを、スーパーネットや CIDR ブロックという

↑

FLSM [Fixed Length Subnet Mask] †

固定長サブネットマスク
同一メジャーネットワーク内で、固定されたサブネットマスクを使用する

192.168.0.0/24	→	192.168.0.0/26
		192.168.0.64/26
		192.168.0.128/26
		192.168.0.192/26

↑

VLSM [Variable Length Subnet Mask] †

可変長サブネットマスク
同一メジャーネットワーク内で、サブネットマスクを動的に変化させる

192.168.0.0/24	→	192.168.0.0/28
		192.168.0.16/28
		192.168.0.32/28
		192.168.0.48/28
		192.168.0.64/27
		192.168.0.96/27
		192.168.0.128/26
		192.168.0.192/26

↑

プライベートアドレス †

↑

Class A * 1 †

開始	10.0.0.0	00001010.00000000.00000000.00000000
終了	10.255.255.255	00001010.11111111.11111111.11111111
サブネットマスク	255.0.0.0	11111111.00000000.00000000.00000000

↑

Class B * 16 †

開始	172.16.0.0	10101100.00010000.00000000.00000000
終了	172.31.255.255	10101100.00011111.11111111.11111111
サブネットマスク	255.240.0.0	11111111.11111111.00000000.00000000

↑

Class C * 256 †

開始	192.168.0.0	11000000.10101000.00000000.00000000
終了	192.168.255.255	11000000.10101000.11111111.11111111
サブネットマスク	255.255.255.0	11111111.11111111.11111111.00000000

↑

LINKLOCAL アドレス †

APIPA [Automatic Private IP Addressing]
- 非 DHCP 環境で、IP アドレスを自動設定する機能
- 下記のアドレスからランダムに使用される
- ARP ブロードキャストでデュプリケートの有無を確認する

開始	169.254.1.0	10101001.11111110.00000001.00000000
終了	169.254.254.255	10101001.11111110.11111110.11111111
サブネットマスク	255.255.0.0	11111111.11111111.00000000.00000000

↑

計算方法 †

↑

十進数から二進数への変換 †

十進数を 2 で割り続ける
十進数余り

2) 172

2) 86 0

2) 43 0

2) 21 1

2) 10 1

2) 5 0

2) 2 1

2) 1 0

2) 0 1
余りを順に並べると、二進数になる

	十進数	余り
2)	172
2)	86	0
2)	43	0
2)	21	1
2)	10	1
2)	5	0
2)	2	1
2)	1	0
2)	0	1

↑

二進数から十進数への変換 †

2^0 から 2^7 までを計算する

2^0 1

2^1 2

2^2 4

2^3 8

2^4 16

2^5 32

2^6 64

2^7 128
下記の要領で十進数を計算する
桁 8 7 6 5 4 3 2 1

二進数 1 0 1 0 1 1 0 0

十進数 2^7 - 2^5 - 2^3 2^2 - -

128 - 32 - 8 4 - -

合計 172


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

桁	8	7	6	5	4	3	2	1
二進数	1	0	1	0	1	1	0	0
十進数	2^7	-	2^5	-	2^3	2^2	-	-
128	-	32	-	8	4	-	-
合計	172

↑

†

下記の対応表を計算する
- サブネットマスクを見て、何ビット目までマスクされているか分かるようになる
- 255.255.255.240なら28ビット目までがネットワークアドレス
  二進数十進数
  
  00000000 0
  
  10000000 128
  
  11000000 192
  
  11100000 224
  
  11110000 240
  
  11111000 248
  
  11111100 252
  
  11111110 254
  
  11111111 255

二進数	十進数
00000000	0
10000000	128
11000000	192
11100000	224
11110000	240
11111000	248
11111100	252
11111110	254
11111111	255

2^マスクされたビット数 - 2 = サブネット数
2^マスクされていないビット数 - 2 = ホスト数

+ Operating System
　- Linux
　- FreeBSD
　- Solaris
　- Windows
　- Macintosh
　- Virtualization
+ Middleware
　- High Availability
　- Web
　- Mail
　- Database
　- FileTransfer
　- Management
　- Other Software
　- Library
　- Tool
+ Application
+ Network
+ Storage
+ Cloud
+ Protocol
+ Program
+ Others

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アドレス表記 †

ヘッダ †

クラスフルアドレッシング †

クラス A †

ループバックアドレス †

クラス B †

クラス C †

クラス D †

ローカルスコープ (224.0.0.0~224.0.0.255) †

グローバルスコープ (224.0.1.0~224.0.1.255) †

限定管理スコープ (239.0.0.0~239.255.255.255) †

クラス E †

アドレスの種類 †

ユニキャストアドレス †

マルチキャストアドレス †

ブロードキャストアドレス †

サブネットマスク †

ゼロサブネット †

CIDR [Classless Inter Domain Routing] †

FLSM [Fixed Length Subnet Mask] †

VLSM [Variable Length Subnet Mask] †

プライベートアドレス †

Class A * 1 †

Class B * 16 †

Class C * 256 †

LINKLOCAL アドレス †

計算方法 †

十進数から二進数への変換 †

二進数から十進数への変換 †

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