2021-04-18に更新

IPv4 Addressing

IPアドレスについてなーんもわからんかったので少し調べてみました。ほぼ自分用のメモです。

1. Binary

まずはこの最強スーパーオウサムチャートを見る。
image.png
* an octet = a group of 8 binary digits
* binaryの1は「on」、0は「off」(コンピューターの電源ボタン)
* チャートはいつも一番大きい数字から使う
* 心にチャートと上3箇条を刻み込む

Ex. 1
image.png
Deciamalで言えば2と1の部分が「1」、つまり『ON』になっている。
よってdecimal 3

Ex. 2
IPアドレス:192. 168. 1. 5を二進数に変換する。
192 = 128 + 64 ▶︎ 11000000
168 = 128 + 32 + 8 ▶︎ 10101000
1 ▶︎ 00000001
5 = 4 + 1 ▶︎ 00000101

つまり、IPアドレスとは 4つのオクテットの集まり→ 32ビットの binary digits

Network ID & Subnet Mask

image.png
Q. この意味するところとは?
A. How many binary digits are turned on in the subnet mask ?

[解説]
「/24」はサブネットマスクにおけるビットの数を示している。要は……
* 192 → 11111111
* 168 → 11111111
* 1 → 11111111
* 0 → 00000000
つまり、8*3 = 24、24ビットが「オン」になっているということを表している。
これを十進数に変換すると

255. 255. 255. 0

「なんだか見覚えがあるな……」と思いましたね?正解です。これがサブネットマスクです。

Q. じゃあ「マスク」って何?どうやってネットワークIDを見分けるの?
image
識別方法が分かったところで実際にIPアドレスからNetwork IDを割り出してみる。

Ex. 1 IP Address : 192. 168. 40. 55 のネットワークIDを求める。

  1. マスクが255. 255. 248. 0なので「192. 168.」はネットワークIDの一部になることがわかる。
  2. CIDR /21なので「40」のどこかで境界が途切れる、つまり40 = 32 + 8 ▶︎ 00101000
  3. 3rd octet mask bits は11111000、つまりネットワークID:192. 168. 40. 0 /21

Ex. 2 IP Address : 192.168. 45. 55 / Subnet Mask: 255. 255. 248.0 /21のネットワークIDを求める。
Ex.1と同様のプロセスで考えると「192.168」はネットワークIDの一部になり、考えるのは3つ目のoctetになる。
image
図より 32 + 8 = 40、よってネットワークID:192. 168. 40. 0 /21

maskがどのbitをネットワークIDで使うのか教えてくれる。

Q. Mask : 255. 255. 255. 192のCIDR notationは何になるのだろうか?
255(8) + 255(8) + 255(8) + 192(128 + 64)
つまり、8*3 + 2 = 26
CIDR /26

Q. IP Address: 192. 168. 45. 55、Subnet Mask: 255. 255. 255. 192 /26のNetwork IDは?
A. Subnet Maskから「192. 168.45」はネットワークIDに含まれることがわかり、「55」の途中で境界が途切れることがわかる。
image
≒ Network ID : 192. 168. 45. 0 /26

  • ちなみに上記の例でいうと、「broadcast address は 192. 168. 45. 63 /26」

Broadcast Addressとは?

ブロードキャストアドレスとはそのネットワーク内に所属する全てのホストに対して通信する際に使用されるアドレス。ホスト部のビットが全て1になる。
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* 全部足すと63になる。32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 63(いつもチャートの左隣の数字より1少なくなる
* また、ここから usable IP address がいくつあるのかもわかる。
* broadcast address のために63から1引く(63 - 1 = 62)、つまり62のホストIPアドレスが使える

The Class System

IPv4 Classes

image
* IPv4 classes provide a defalut mask based on the number in the first octet.
* つまりネットワークのIPアドレスの数字を見れば容易にクラスの識別ができる。現在はサブネットマスクが主流。

参考サイト

IPアドレスの基礎知識
NextGenT "IPv4 Addressing Lesson 1-3". youtube

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