ネットワーク層とIPアドレス | 現役エンジニアによるネットワーク基礎 https://network00.net ネットワーク初心者からプロエンジニア養成まで。 Thu, 24 Jun 2021 01:10:59 +0000 ja hourly 1 https://wordpress.org/?v=7.1.3 https://network00.net/wp2/wp-content/uploads/2020/11/images-150x150.jpg ネットワーク層とIPアドレス | 現役エンジニアによるネットワーク基礎 https://network00.net 32 32 ネットワーク層の概要 https://network00.net/manualip1/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=manualip1 https://network00.net/manualip1/#respond Sat, 13 Mar 2021 03:00:28 +0000 https://network00.net/?p=3918 ネットワーク層のIPアドレスに関する概要です。 データリンク層との違いやIPの役割、IPの主目的である住所の役割とネットワーク層の主目的である経路選択の概要、IPアドレスの特徴、等を説明します。質問などありましたら、お気 […]

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データリンク層との違いやIPの役割、IPの主目的である住所の役割とネットワーク層の主目的である経路選択の概要、IPアドレスの特徴、等を説明します。質問などありましたら、お気軽にどうぞ。
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【問題集】ネットワーク層の概要

ネットワーク層の概要

インターネット層（ネットワーク層）のプロトコル

代表的なプロトコルとして、IP（IPv4、IPv6）、ICMP、ARP、IPsec、等がある。

名称 概要
IP ネットワーク上に存在するすべての機器には固有の住所のようなものが割り振られている。IPv4とIPv6の2つのバージョンが使われていおり、現在までのところ　IPv4が主となっている。
ICMP パケットが届いているか否かを調べるためのプロトコル。
ARP 宛先IPアドレスを手掛かりにMACアドレスを取得するプロトコル。
IPsec IPパケットを暗号化する技術。VPNで用いられることが多い。

各ネットワーク機器が働く階層

レイヤー 機器名 理解できるもの
ネットワーク層 ルータ IPアドレス
データリンク層 スイッチ、ブリッジ MACアドレス
物理層 ハブ、リピータ 電気信号

IPの概要

  • ホスト：パソコンやサーバ、スマートフォン、等の機器のこと。
  • ルーター：宛先IPアドレスを見て、経路選択を行う機器。
  • ノード：ホストやルータを併せた総称。
  • IPはTCP/IP（OSI参照モデル）の心臓部ともいえるインターネット層（ネットワーク層）のプロトコル。
  • ネットワーク層の主な役割として、終点ノード間（end-to-end）の通信を実現すること。
  • 終点ノード間を行き来する際に、別のデータリンク層を経由していくことになるが、それからは独立して、IPという共通の規則を元に宛先や経路を認識しながら通信を行う。また、必要なタイミングにおいては、データリンク層との連携も行っている。
  • データリンク層（MACアドレス等）は次の行き先を扱うが、IPは最終目的地を扱う。
  • PDUはパケット若しくはIPデータグラムという。
  • コネクションレス型プロトコル（信頼性のない）。
  • ベストエフォート方式・・・「努力はしますが、保証はしません」。
  • ネットワーク層で働くホストやルーター等にはIPアドレスを設定する必要がある。
  • データリンク層で働くブリッジやスイッチ等にはIPアドレスを設定する必要はない。

ルーター・経路制御の概要

ルータが働く階層

ルーターが働く階層はネットワーク層（インターネット層）である。

OSI参照モデル（7階層） TCP/IPモデル（4階層）
アプリケーション層 アプリケーション層
プレゼンテーション層
セッション層
トランスポート層 トランスポート層
ネットワーク層 インターネット層
データリンク層 ネットワークインター フェース層
物理層

ルータの動作に関して

ルータはネットワーク層のPDUであるIPパケットのヘッダ部に埋め込まれた宛先IPアドレスを、自身のルーティングテーブルと照らし合わせて、最適なインターフェースから（次のノードへ向かって）送出する。



ルーターはネットワークの変化に柔軟かつ遅延なく対応する必要があるが、（大規模ネットワークの場合）一般的にはルーターの経路情報は管理者が隅々まで把握しているわけではない。

ではどうやってルータは経路情報を作成しているかというと、ルーター同士で情報交換をしていて、ある程度自動的に経路が作成される。コレを動的ルーティングともいう。

ルーター　、　動的ルーティング（答え）

データリンク層の違いを吸収

IPを利用する通信で、途中イーサネット以外のデータリンク層を通ることがある。

データリンク層によって、最大転送単位（MTU (Maximum Transmission Unit)）が異なる。

それぞれに合わせるためにIPでは分割処理（フラグメンテーション）を行っている。



ルーターで分割されたパケットは届いた先（ホスト）で1つにまとめられる。上位層（トランスポート層以上）ではデータリンク層の差を意識しない。フラグメンテーションが発生するとルーターやホストに負荷がかかる。

ブロードキャストドメイン

あわせて読みたい

物理層・データリンク層

ブロードキャストドメインの概要

同一LAN内すべてのネットワークデバイスへの通信をブロードキャストと呼ぶ。

ブロードキャストが伝わる範囲をブロードキャストドメインと呼び、同一ネットワークと等価である。

ネットワークの境界には必ずルーターが存在する。ルーターはブロードキャストドメインを分割する機器ともいえる。

ブロードキャストドメインの範囲と分割

ブロードキャストドメインを

分割するデバイス 分割しないデバイス
ルーター リピータ、ハブ、スイッチ、ブリッジ

ブロードキャストドメインの例１

ブロードキャストドメイン答え１

ブロードキャストドメインの例２

ブロードキャストドメイン答え２

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【問題集】ネットワーク層の概要

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【問題集】IPアドレスの基礎知識


IPアドレスの構成

  • IPアドレスは32桁の2進数。
  • IPアドレスは32桁を8桁ずつに区切って10進数に変換して表す。その1区切り分をオクテットと呼ぶ。
  • アドレスの構成 ： ネットワーク部 ＋ ホスト部
  • 個々のホストを識別するためだけでなく、ネットワークを識別する役割も持っている。
  • IPアドレス３２ビットのうち、どこまでがネットワーク部でどこからがホスト部であるかを示すのが、サブネットマスク。

    サブネットマスク（答え）

  • IPアドレスはIANA（Internet Assigned Numbers Authority)　によって管理されている。
    1988年設立、米国民間機関。インターネットに関する方針や標準を決定、インターネットで使う基本データの割り当てを担当。
    ※ＩＣＡＮＮ（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) :世界中のＩＰアドレスを一元管理する組織
    ※JPNIC(Japan Network Information Center) : 日本国内に割り振られた範囲のＩＰアドレスを一元管理する組織

IPアドレスのクラス分け

クラス 先頭
ビット		 第一
オクテット		 第二
オクテット		 第三
オクテット		 第四
オクテット
A 0 ﾈｯﾄﾜｰｸ部 ホスト部
B 10 ネットワーク部 ホスト部
C 110 ネットワーク部 ホスト部
D 1110 ネットワーク部（マルチキャスト用）
E 1111 実験用のため未使用

各クラスのアドレス範囲

クラス アドレス範囲
Ａ 0.0.0.0～126.255.255.255 ※
Ｂ 128.0.0.0～191.255.255.255
Ｃ 192.0.0.0～223.255.255.255

※アドレス「127.0.0.0～127.255.255.254」はループバックアドレス(自分自身を意味する管理用アドレス)として予約済。

ネットワーク部／ホスト部の長さ指定

サブネットマスクとは
コンピュータにはクラスA　B　Cを判断する仕組みがない。そのため、人間がどこまでがネットワーク部でどこがホスト部かを設定するのに用いているもの。

IPアドレスの種類

ユニキャストアドレス

ホストに割り当てられる。そのまま。

ネットワークアドレス

ネットワークそのものを表すためのアドレス。ホスト部がすべて0。

（答え）ネットワーク　、　０

ブロードキャストアドレス

ネットワーク内の全ホスト（全ノード）へ送信するためのアドレス。ホスト部がすべて1。

ループバックアドレス

自分自身（自ホスト等）を表す。127.0.0.1～127.255.255.254。

表現できるアドレスの数

ある１つのネットワークで表現できるアドレスの数を計算するには以下公式でもとまる
２の［ホスト部のビット数］乗

使用可能なホスト数

ある１つのネットワークのホストに割り当てられる数を計算するには以下公式でもとまる
２の［ホスト部のビット数］乗－2

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

プライベートIPアドレスの範囲

クラス 範囲
A 10.0.0.0　～　10.255.255.255
B 172.16.0.0　～　172.31.255.255
C 192.168.0.0　～　192.168.255.255

グローバルIPアドレスの範囲

クラス 範囲 説明
A 0.0.0.0～9.255.255.255、
11.0.0.0　～　127.255.255.255 		0.0.0.0　～　127.255.255.255から
プライベートIPアドレスを除いた範囲
B 128.0.0.0　～　172.15.255.255、
172.32.0.0　～　191.255.255.255 		128.0.0.0　～　191.255.255.255から
プライベートIPアドレスを除いた範囲
C 192.0.0.0　～　192.167.255.255、
192.169.0.0　～　223.255.255.255 		192.0.0.0　～　223.255.255.255から
プライベートIPアドレスを除いた範囲
  • グローバルIPアドレスはWAN（LANの外）で使用される。
  • プライベートIPアドレスはLAN（の中）で使用される。
  • グローバルIPとプライベートIPを変換するにはNATやIPマスカレード（NAPT、PAT）という技術が用いられる

 

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【問題集】IPアドレスの基礎知識

 

The post IPアドレスの基礎知識 first appeared on 現役エンジニアによるネットワーク基礎.]]> https://network00.net/manualip2/feed/ 0 ネットワーク分割の計算 https://network00.net/manualipcalc1/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=manualipcalc1 https://network00.net/manualipcalc1/#respond Mon, 15 Mar 2021 09:57:24 +0000 https://network00.net/?p=4018 IPアドレスの計算方法を取り上げた問題集です。サブネットマスクを活用しサブネット分割をの計算を行います。また、2進数であるIPアドレスを10進数表記にするため計算します。ブロードキャストアドレスやネットワークアドレス、ネ […]

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【問題集】ネットワーク分割の計算問題１
【問題集】ネットワーク分割の計算問題２

例題１

ある部署の部屋を管理している。チーム数・作業者数が増えてきたため、ネットワークを6つに分割することにした。この部署の部屋のネットワークアドレスは　192.168.30.0/24である。どのように6分割されるか？

途中の計算

分割前（元々のネットワーク）
ＩＰ：192.168. 30.0（11000000 10101000 00011110 00000000）
サブ：255.255.255.0（11111111 11111111 11111111 00000000）
からサブネットマスク（のネットワーク部）を伸ばすことになる。
元々のネットワーク部分である24ビット目（第１～３オクテット）まではサブネット分割後も変わらないので、第４オクテットのみに注目して検討・計算すれば良い。

使用できるサブネット数を求める公式「2のn乗 – 2」 を、0ビットから7ビットまで手あたり次第計算してみると以下の様になる。
2の1乗 – 2 = 0
2の2乗 – 2 = 2
2の3乗 – 2 = 6
2の4乗 – 2 = 14
2の5乗 – 2 = 30
2の6乗 – 2 = 62
2の7乗 – 2 = 126

サブネットマスクを伸ばし（ネットワーク部を増やし）て6つに分割するには、上記に照らし合わせると
2の3乗 – 2 = 6 なので、3ビット がちょうどよいことがわかる。

サブ：255.255.255.0（11111111 11111111 11111111 00000000）※元々のサブネットマスク
↓↓↓3ビット増やす
サブ：255.255.255.?（11111111 11111111 11111111 11100000）※サブネット分を増やした
↓↓↓10進数にも反映
サブ：255.255.255.224（11111111 11111111 11111111 11100000）※10進数も表記

サブネットマスクは「255.255.255.224」となる。

途中の計算

【2進数ベースで増えたサブネット部分を見てみる】
サブネットマスクを増やすことにより以下の様に分割することになる。
元々のホスト部8ビット　⇒　サブネット部分：3ビット・ホスト部：5ビット
新たに増えた3ビットで作れるネットワークとしては以下の（８つ）６つになる。

不使用：000
１つめ：001
２つめ：010
３つめ：011
４つめ：100
５つめ：101
６つめ：110
不使用：111

【１つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：00100000
ブロードキャストアドレス：00111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：32
ブロードキャストアドレス：63

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
33～62 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

１つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.32
ブロードキャストアドレス 192.168.30.63
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.33～192.168.30.62
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【２つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：01000000
ブロードキャストアドレス：01011111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：64
ブロードキャストアドレス：95

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
65～94 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

２つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.64
ブロードキャストアドレス 192.168.30.95
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.65～192.168.30.94
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【３つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：01100000
ブロードキャストアドレス：01111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：96
ブロードキャストアドレス：127

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
97～126 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

３つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.96
ブロードキャストアドレス 192.168.30.127
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.97～192.168.30.126
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【４つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：10000000
ブロードキャストアドレス：10011111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：128
ブロードキャストアドレス：159

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
129～158 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

４つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.128
ブロードキャストアドレス 192.168.30.159
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.129～192.168.30.158
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【５つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：10100000
ブロードキャストアドレス：10111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：160
ブロードキャストアドレス：191

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
161～190 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

５つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.160
ブロードキャストアドレス 192.168.30.191
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.161～192.168.30.190
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【６つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：11000000
ブロードキャストアドレス：11011111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：192
ブロードキャストアドレス：223

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
193～222 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

６つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 192.168.30.192
ブロードキャストアドレス 192.168.30.223
割り当てられるアドレス範囲 192.168.30.193～192.168.30.222

例題２

ある部署の部屋を管理している。チーム数・作業者数が増えてきたため、ネットワークを４つに分割することにした。この部署の部屋のネットワークアドレスは　172.16.9.0/24である。どのように4分割されるか？

途中の計算

例題１と同様の手順で計算できる。
分割前（元々のネットワーク）
ＩＰ：172.16.9.0　　（10101100 00010000 00001001 00000000）
サブ：255.255.255.0 （11111111 11111111 11111111 00000000）
からサブネットマスク（ネットワーク部）を伸ばすことになる。
元々のネットワーク部分である24ビット目（第１～３オクテット）まではサブネット分割後も変わらないので、第４オクテットのみに注目して検討・計算すれば良い。

使用できるサブネット数を求める公式「2のn乗 – 2」 を、0ビットから7ビットまで手あたり次第計算してみると以下の様になる。
2の1乗 – 2 = 0
2の2乗 – 2 = 2
2の3乗 – 2 = 6
2の4乗 – 2 = 14
2の5乗 – 2 = 30
2の6乗 – 2 = 62
2の7乗 – 2 = 126

サブネットマスクを伸ばし（ネットワーク部を増やし）て4つに分割するには、上記に照らし合わせると
2の2乗 – 2 = 2では足りない、 2の3乗 – 2 = 6 なので、3ビット がちょうどよいことがわかる。

上述の結果の第四オクテットを10進数への変換計算をすれば、サブネットマスクがわかる。
サブ：255.255.255.0（11111111 11111111 11111111 00000000）※元々のサブネットマスク
↓↓↓3ビット増やす
サブ：255.255.255.?（11111111 11111111 11111111 11100000）※サブネット分を増やした
↓↓↓10進数にも反映
サブ：255.255.255.224（11111111 11111111 11111111 11100000）※10進数も表記

サブネットマスクは「255.255.255.224」となる。

途中の計算

途中の計算：
【2進数ベースで増えたサブネット部分を見てみる】
サブネットマスクを増やすことにより以下の様に分割することになる。
元々のホスト部8ビット　⇒　サブネット部分：3ビット・ホスト部：5ビット
新たに増えた3ビットで作れるネットワークとしては、最大で以下の（８つ）６つになる。

不使用：000
１つめ：001
２つめ：010
３つめ：011
４つめ：100
５つめ：101
６つめ：110
不使用：111

【１つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：00100000
ブロードキャストアドレス：00111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：32
ブロードキャストアドレス：63

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
33～62 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

１つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 172.16.9.32
ブロードキャストアドレス 172.16.9.63
割り当てられるアドレス範囲 172.16.9.33～172.16.9.62
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【２つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：01000000
ブロードキャストアドレス：01011111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：64
ブロードキャストアドレス：95

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
65～94 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

２つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 172.16.9.64
ブロードキャストアドレス 172.16.9.95
割り当てられるアドレス範囲 172.16.9.65～172.16.9.94
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【３つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：01100000
ブロードキャストアドレス：01111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：96
ブロードキャストアドレス：127

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
97～126 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

３つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 172.16.9.96
ブロードキャストアドレス 172.16.9.127
割り当てられるアドレス範囲 172.16.9.97～172.16.9.126
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【４つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：10000000
ブロードキャストアドレス：10011111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：128
ブロードキャストアドレス：159

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
129～158 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

４つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 172.16.9.128
ブロードキャストアドレス 172.16.9.159
割り当てられるアドレス範囲 172.16.9.129～172.16.9.158

 

例題３

ルータの研究機関において、ネットワーク分割をし、IPアドレスを節約することにした。この部署の部屋のネットワークアドレスは　10.10.1.0/24である。62分割することになったがどのように分割されるか？

途中の計算

これまでの例題と同様の計算手順で求められる。

ネットワーク部を増やして62個に分割するには、
2の5乗 – 2 = 30では足りない、 2の6乗 – 2 = 62 なので、6ビット がちょうどよいことがわかる。

サブネットマスクは「255.255.255.252」となる。

途中の計算

【2進数ベースで増えたサブネット部分を見てみる】
サブネットマスクを増やすことにより以下の様に分割することになる。
元々のホスト部8ビット　⇒　サブネット部分：6ビット・ホスト部：2ビット
新たに増えた6ビットで作れるネットワークとしては以下の（６４つ）６２つになる。

不使用　：000000
　１つめ：000001
　２つめ：000010
　３つめ：000011
　・
　・
　・
６１つめ：111101
６２つめ：111110
不使用　：111111

【１つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：00000100
ブロードキャストアドレス：00000111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：4
ブロードキャストアドレス：7

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
5～6 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

１つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 10.10.1.4
ブロードキャストアドレス 10.10.1.7
割り当てられるアドレス範囲 10.10.1.5～10.10.1.6
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【２つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：00001000
ブロードキャストアドレス：00001011

10進数表記
ネットワークアドレス　　：8
ブロードキャストアドレス：11

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
9～10 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

２つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 10.10.1.8
ブロードキャストアドレス 10.10.1.11
割り当てられるアドレス範囲 10.10.1.9～10.10.1.10
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【３つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：00001100
ブロードキャストアドレス：00001111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：12
ブロードキャストアドレス：15

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
13～14 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

３つ目のネットワーク
ネットワークアドレス 10.10.1.12
ブロードキャストアドレス 10.10.1.15
割り当てられるアドレス範囲 10.10.1.13～10.10.1.14

・
・
・
・
・

途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【６１つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：11110100
ブロードキャストアドレス：11110111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：244
ブロードキャストアドレス：247

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
245～246 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

６１個目のネットワーク
ネットワークアドレス 10.10.1.244
ブロードキャストアドレス 10.10.1.247
割り当てられるアドレス範囲 10.10.1.245～10.10.1.246
途中の計算

１つめのサブネットと同じ要領で考える。

【６２つめのサブネット】
第4オクテットに注目すると
2進数表記
ネットワークアドレス　　：11111000
ブロードキャストアドレス：11111011

10進数表記
ネットワークアドレス　　：248
ブロードキャストアドレス：250

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
249～250 となる。

※回答の表記としては、第1～3オクテットも併せて記載する。

６２個目のネットワーク
ネットワークアドレス 10.10.1.248
ブロードキャストアドレス 10.10.1.251
割り当てられるアドレス範囲 10.10.1.249～10.10.1.250

例題４

ある部署の部屋を管理している。作業者数が増えてきており、クラスCではIPが足らなくなった。
そこでクラスBをサブネット分割して使うことにした。この部署の部屋で使用できる。IP192.168.200.0～192.168.223.255である。

上記の範囲から一番若い番号を使用してこの部屋のネットワークを構成する。１個のネットワークに1000台のホストが割り当てられるようにして、ネットワーク数が最大になるようにする。

途中の計算

クラスCのサブネットマスク
サブ：255.255.255.0　（11111111 11111111 11111111 00000000）
では、IPアドレスが足りなくなったということで、
クラスBのサブネットマスク
サブ：255.255.0.0　（11111111 11111111 00000000 00000000）
を土台にして、それをサブネット分割をすることになったということ。

分割前（土台にするネットワーク）
ＩＰ：192.168.200.0（11000000 10101000 11001000 00000000）
※↑「一番若い番号を使用して」ということなので。
サブ：255.255.0.0　（11111111 11111111 00000000 00000000）
からサブネットマスク（のネットワーク部）を伸ばす（つまり、ホスト部を縮める）ことになる。
土台のネットワーク部分である16ビット目（第１～２オクテット）まではサブネット分割後も変わらなく、また第４オクテットについては全桁ホスト部であるが分割後も変わらず全桁ホスト部であることが容易に想像がつくので、第３オクテットのみに注目して検討・計算すれば良い。

使用できるホスト数を求める公式「2のn乗 – 2」 を、0ビットから11ビットまで手あたり次第計算してみると以下の様になる。
2の1乗 – 2 = 0
2の2乗 – 2 = 2
2の3乗 – 2 = 6
2の4乗 – 2 = 14
2の5乗 – 2 = 30
2の6乗 – 2 = 62
2の7乗 – 2 = 126
2の8乗 – 2 = 254
2の9乗 – 2 = 510
2の10乗 – 2 = 1022
2の11乗 – 2 = 2046

サブネットマスクを伸ばし（ネットワーク部を増やし）て
つまりは、ホスト部を縮めて（ホスト部を減らし）て
1000台に割り当てられる様にするには、上記に照らし合わせると
2の9乗 – 2 = 510では足りない、 2の10乗 – 2 = 1022 なので、10ビット がちょうどよいことがわかる。

サブ：255.255.0.0（11111111 11111111 00000000 00000000）※土台にするサブネットマスク
↓↓↓ホスト部を10ビットにする。
サブ：255.255.???.0（11111111 11111111 11111100 00000000）※ホスト部を減らした。
↓↓↓10進数にも反映
サブ：255.255.252.0（11111111 11111111 11111100 00000000）※10進数も表記

サブネットマスクは「255.255.252.0」となる。

途中の計算

2進数で見ると、以下の通りになる。（第三オクテットに注目して考える。）
200　：　11001000

新たに（右側）2ビットがホスト部に加わったため、第三オクテットの6ビット目までがネットワーク部となる。
2進数表記（第三、第四オクテットに注目して考える。）
ネットワークアドレス　　：11001000 00000000
ブロードキャストアドレス：11001011 11111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：200.0
ブロードキャストアドレス：203.255

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
200.1～203.254 となる。

※回答の表記としては、第1～2オクテットも併せて記載する。

ネットワークアドレス 192.168.200.0
ブロードキャストアドレス 192.168.203.255
割り当てられるアドレス範囲 192.168.200.1～192.168.203.254

例題５

ある部署の部屋を管理している。作業者数が増えてきており、クラスCではIPが足らなくなった。そこでクラスBをサブネット分割して使うことにした。

この部署の部屋で使用できるIPは　192.168.156.0～192.168.174.255である。上記の範囲から一番若い番号を使用してこの部屋のネットワークを構成する。

１個のネットワークに600台のホストが割り当てられるようにして、ネットワーク数が最大になるようにする。

途中の計算

ホスト部を増やして1000台に割り当てられる様にするには、
2の9乗 – 2 = 510では足りない、 2の10乗 – 2 = 1022 なので、10ビット がちょうどよいことがわかる。

サブネットマスクは「255.255.252.0」となる。

途中の計算

2進数で見ると、以下の通りになる。（第三オクテットに注目して考える。）
156　：　10011100
174　：　10101110

新たに（右側）2ビットがホスト部に加わったため、第三オクテットの6ビット目までがネットワーク部となる。
2進数表記（第三、第四オクテットに注目して考える。）
ネットワークアドレス　　：10011100 00000000
ブロードキャストアドレス：10011111 11111111

10進数表記
ネットワークアドレス　　：156.0
ブロードキャストアドレス：159.255

割り当てられるアドレス範囲としては、ネットワークアドレス＋１～ブロードキャストアドレス－１となるため、
156.1～159.254 となる。

※回答の表記としては、第1～2オクテットも併せて記載する。

ネットワークアドレス 192.168.156.0
ブロードキャストアドレス 192.168.159.255
割り当てられるアドレス範囲 192.168.156.1～192.168.159.254

 

問題集はコチラ

【問題集】ネットワーク分割の計算問題１
【問題集】ネットワーク分割の計算問題２

 

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質問などありましたら、お気軽にどうぞ。
問題集はコチラ

【問題集】IPv6

リンクローカルアドレス

DHCPによるIPアドレスの取得ができなかったときに、169.254/16のアドレスが設定されることがある。ルーターによる転送を禁止されている。

ルート集約

第三オクテット →共通部分 →10進化 →回答表記
1000 1010 1000 0000 128 192.168.128.0/17
1001 0010
1001 0101
0100 0110 0100 0000 64 192.168.64.0/18
0110 0100

IPv6

IPv4アドレスの枯渇問題を解決するために作られた。
128ビットのアドレスで、IPv4の２の96乗　倍のアドレス数となる。
（※２の96乗 = 79,228,162,514,264,337,593,543,950,336）

IPv6の特徴

アドレス数の増加と経路制御表の最適化

インターネットに適した階層構造となっており、IPアドレスを計画的に配布し、経路制御表が大きくならない様にしている。

ルータの負荷の低減

ヘッダ長を固定（40オクテット）、ヘッダの構造を簡素化、ルーターに分割処理をさせない、等によってルーターの負荷を低減している。

プラグ＆プレイ機能

DHCPサーバーがない環境でもIPアドレスを自動的に割り当てる。

認証・暗号化機能

IPアドレスの偽造に対するセキュリティ機能の提供や、盗聴防止機能を提供する。

拡張機能としてマルチキャスト、Mobile IP

複数端末へ同時送信するマルチキャストや、移動端末においてアクセス場所に依存しない端末固有のIPアドレスを使用できるMobile IPを備えている。

IPv6の表記方法

  • 128ビット
  • 16ビットごとにコロン（:）で区切り８つのフィールドで表現。
  • 4ビットごとに16進数で表記する。
  • １つのフィールド内で先頭の0を省略可能。
  • :0:が2フィールド以上連続して続く場合には、コロンを2つ続けて（::）で表して省略することも可能。（但し、※1つのIP内で1か所のみ使用可）

    • IPv6の表記例

    2進数

    1111111011011100:1011101010011000:0111011001010100:0011001000010000:1111111011011100:1011101010011000:0111011001010100:0011001000010000

    16進数

    FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210

    IPv6の0省略した表記例

    2進数

    0001000010000000:0000000000000000:0000000000000000:0000000000000000:0000000000001000:0000100000000000:0010000000001100:0100000101111010

    16進数
    1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
    ↓
    1080:0:0:0:8:800:200C:417A（各フィールドの先頭0の省略）
    ↓
    1080::8:800:200C:417A（省略時）

    IPv6のスコープ

    IPv6のスコープA

    グローバルユニキャストアドレス

    IPv4のグローバルIPアドレスに相当する。全てのIPv6ネットワークで一意となる。ローカル、組織内、インターネット等スコープの制限はなくどこでも利用可能。

    リンクローカルユニキャストアドレス

    同一ネットワーク上の端末と通信する場合に使用するアドレス。ルーターによる転送を禁止されている。

    ユニークローカルアドレス

    IPv4のプライベートIPアドレスに相当する。異なるネットワーク上の端末と通信できるが組織内ネットワークでのみ有効なアドレス。

    IPv6の分割処理

    IPv6の分割処理は始点ﾎｽﾄでのみ行われ、ルーターは分割処理をしない。（経路MTU探索が必須。）

    IPv6では最小のMTUが1280オクテットと決められている。経路MTU探索が出来ない機器では1280オクテットに分割して送信する。

    問題集はコチラ

    【問題集】IPv6

     

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