「IPアドレス」の記事 - Crieit

【基本/応用情報】IPアドレスの基本まとめ（３）

2023-03-05T22:07:01+09:00

前回は、基本情報技術者試験で出題されたIPアドレスの問題を解いてみました。

今回はちょっとレベルアップして、応用情報技術者試験の問題に挑戦してみたいと思います。

応用情報技術者試験の問題を解く

今回挑戦する問題はこちらです。

応用情報技術者過去問題平成29年秋期午後問5

問題分を引用するのは大変なので、今回は問題を解きながら理解していきたいと思います。

設問１

本文中のaとbに適切な字句を埋めよ

顧客YのPCから顧客YのAPサーバにアクセスする場合，FWとAPサーバの間を流れるAPサーバ向けイーサネットフレームの送信元MACアドレスはa，宛先MACアドレスはbとなる。
（試験問題一部抜粋）

午後試験定番の、穴埋め問題です。

本文中ぼAPサーバーとはアプリケーションサーバー、FWとはファイアウォールを表しています。

この問題を解くために、まずMACアドレスについて調べてみます。

MACアドレスとは

コンピュータなどのネットワーク機器に割り当てられる番号です。

IPアドレスが住所なのに対し、MACアドレスはその人の氏名のような役割を果たしています。

通信を行う際、まずは最終的に送る相手の住所が必要です。

ですから、送り主のマシンはIPアドレスを中継地である機器（ルーターとか）に送ります。

しかし、最終的に送る相手のIPアドレスだけでは、中継地の配送業者は何を使えばいいのか分かりません。

そのため、そこで「この配送業者（通信機器）を使ってね!!」という情報も一緒に送ってあげます。

これがMACアドレスです。

.....
【イメージ】

通信機器　MACアドレス：A

↓　宛先MACアドレス：B　送信元MACアドレス：A　送信先IPアドレス：あ

通信機器　MACアドレス：B

↓　宛先MACアドレス：C　送信元MACアドレス：B　送信先IPアドレス：あ

通信機器　MACアドレス：C

↓　宛先MACアドレス：D　送信元MACアドレス：C　送信先IPアドレス：あ

通信機器　MACアドレス：D

↓　宛先MACアドレス：E　送信元MACアドレス：D　送信先IPアドレス：あ

通信機器（ゴール）　MACアドレス：E　IPアドレス：あ
.....

設問1を解いてみる

前述の知識も踏まえて、問題を解いてみましょう。

今回は、顧客がAPサーバーに接続する際の、ファイアウォールーAPサーバー間で、APサーバーに通信する際の送信元MACアドレス、宛先MACアドレスを答えてあげます。

今回の問題において、MACアドレスに関する情報は以下のとおりです。

APサーバーに向けて通信が行われる場合、送信元MACアドレスはファイアウォールのLAN側のMACアドレス、宛先MACアドレスはAPサーバーのMACアドレスとなります。

したがって、送信元MACアドレスはccc、宛先MACアドレスはaaaです。

答え：
a:ccc
b:aaa

まとめ

応用情報技術者試験は、問題分を理解するのがかなり面倒でした。

基本情報技術者試験を解いていたときより、問われている内容を理解するのに時間がかかります。

とりあえずもうちょっと問題数をこなしていきたいと思います。

【基本/応用情報】IPアドレスの基本まとめ（２）

2023-02-28T04:18:23+09:00

前回に引き続きIPアドレスについてまとめます。

今回は、実際の基本情報技術者試験でどのように問題を解いたらいいかをまとめます。

基本情報技術者試験の問題を解く

今回解く問題はこちらです。

IPアドレス 10.1.2.146，サブネットマスク 255.255.255.240 のホストが属するサブネットワークはどれか。
ア：10.1.2.132/26
イ：10.1.2.132/28
ウ：10.1.2.144/26
エ：10.1.2.144/28

基本情報技術者試験　平成２１年秋期午前　問39

前回の記事でまとめたように、

IPアドレスは、ネットワークの住所

サブネットマスクは、マンション名（ネットワーク部）と部屋番号（ホスト部）を分けるための数字

です。

今回、住所が10.1.2.146のネットワークにおいて、マンション名と部屋番号を分けてあげる必要があります。

サブネットマスクの255.255.255.240を２進数に変換すると、「11111111.11111111.11111111.11110000」です。

よって下4桁がホスト部であることが分かります。

サブネットワークが同一とは、ネットワーク部が同一であるということなので、4つの選択肢のうち「問題分と同じネットワーク部をもつIPアドレスはどれか？」

を探してあげます。

ア

10.1.2.132/26 は、左側の数字を2進数に変換した際、上位26桁までがネットワーク部だということを表しています。

問題となっているIPアドレスは下位4桁がネットワーク部（＝上位28桁がネットワーク部）なので、この選択肢は違うみたいです。

イ

10.1.2.132/28 は、問題となっているIPアドレスとネットワーク部の桁数が一緒です。

そこで、それぞれのIPアドレスを2進数に変換して比べてみましょう。

問題となっているIPアドレスのネットワーク部：　00001010 00000001 00000010 1001

選択肢イのIPアドレスのネットワーク部　　 :　 00001010 00000001 00000010 1000

最後が違っていますね。

この選択肢も、誤りのようです。

ウ

10.1.2.144/26 は、選択肢アと同様に、問題となっているIPアドレスとネットワーク部の桁数が異なっています。

よって、誤った選択肢のようです。

エ

10.1.2.144/28 は、問題となっているIPアドレスとネットワーク部の桁数が一緒です。

選択肢イと同様に、IPアドレスを2進数に変換して比べてみましょう。

問題となっているIPアドレスのネットワーク部：　00001010 00000001 00000010 1001
選択肢イのIPアドレスのネットワーク部　　 :　 00001010 00000001 00000010 1001

一致しています。

どうやら、選択肢エが正解のようです。

答え：エ

まとめ

今回は、基本情報技術者試験で実際にIPアドレスの問題を解いてみました。

次回は、応用情報技術者試験の問題を解いて、その考え方をまとめたいと思います。

【基本/応用情報】IPアドレスの基本まとめ（１）

2023-02-26T21:51:46+09:00

IPアドレスの問題が苦手なので、基本をまとめ

自分用

IPアドレスとは？

ネットワーク上の住所みたいなやつ
ネットワーク部とホスト部に分けられる

IPアドレスとは、コンピュータに割り当てられるネットワーク上での住所です。

３２桁（３２ビット）の整数値で表されます。

このIPアドレスがあることで、コンピュータが「あ、こいつにメッセージを送ればいいのね!!」みたいに送信先を認識できます。

IPアドレスは、ネットワーク部とホスト部の２つから成り立っています。

ネットワーク部

IPアドレスのうち、「マンション名」を表す部分

IPアドレスのうち、「ハイツ〇〇」的なマンション、団地名を表す部分がネットワーク部です。

どのネットワークに所属してるの？ってことが分かります。

ホスト部

IPアドレスのうち、「家の住所」を表す部分

IPアドレスのうち、「302号室」的な部屋番号を表す部分がホスト部です。

マンションについたけど、どの部屋にメッセージを送ればいいの？ってことが分かります。

特別なIPアドレス

ネットワークアドレス
ブロードキャストアドレス

IPアドレスの中には、特別な用途で使われるものがあります。

こいつらは、「コンピュータに住所を割り当てたいな...」って思ったときに使用できないアドレスです。

ネットワークアドレス

ネットワークそのものを表すアドレスです。

マンション名そのものを表す住所みたいなやつです。

「いや部屋番号書いてないじゃん!!」って郵便配達の人が困っちゃうので、コンピュータの住所として割り当てるのは禁止です。

ネットワークアドレスは、ホスト部が全部0になっています。

ブロードキャストアドレス

ネットワーク内の全部のホストに送信するためのアドレスです。

マンションに住む住人全員にメッセージを送信することになります。

これも、「え、このマンション全部屋に住んでるの？」って郵便配達の人が驚いちゃうので住所として割り当てるのは禁止です。

ブロードキャストアドレスは、ホスト部が全部1になっています。

アドレス表記

この説明だけじゃ、「どこからネットワーク部で、どこからがホスト部なの??」って悩んでしまいます。

そこで、ちゃんとIPアドレスを2つに読み分けられるようなアドレス表記が考えられました。

パターン分けする方法（クラス）

まず最初に考えられたのが、「ここまでがネットワーク部だよ!!」っていうパターンを３つに限定してあげる方法です。
（ユーザーが使わないパターンも合わせれば5つあるらしい）

現在、下記の3つのパターンがあります。

クラス	範囲	ネットワーク部	ホスト部
クラスA	0.0.0.0 - 127.255.255.255	8桁	２４桁
クラスB	128.0.0.0 - 191.255.255.255	16桁	１６桁
クラスC	192.0.0.0 - 223.255.255.255	24桁	8桁

アドレスの分岐点を書いてあげる方法 (CIDR)

3パターンしか用意していないので、だんだんIPアドレスが足りなくなってきました。

そこで考えられたのが、「ここまでネットワーク部だよ!!」ってIPアドレスの後ろに書いておく方法です。

この技術はCIDR（サイダー）という技術によって成り立っています。

この場合は、IPアドレスは、

XXX.XXX.XXX.XXX/28

のように表記します。

上記の場合は、２進数表記にした場合に上から28個目までがネットワーク部だよ、ということを表しています。

アドレスの分岐点を書いてあげる方法 (サブネットマスク)

違う方法として、サブネットマスクという方法もあります。

サブネットマスクは、IPアドレスとは別に32ビットの整数値を持つことで、

0の部分がネットワーク部
1の部分がホスト部

ということを表します。

例えば、XXX.XXX.XXX.XXXというIPアドレスに対して、２５５．２５５．２５５．０というサブネットマスクが与えられた場合、

サブネットマスクを２進数表記に変換すると「1111.1111.1111.0000」となるので、下４桁がホスト部ということが分かります。

まとめ

今回は、IPアドレスの基本についてまとめました。

次回から、具体的に基本情報/応用情報の問題をどうやって解いていくのか？についてまとめたいと思います。

IPアドレスについて

2021-05-28T11:28:05+09:00

IPアドレスとは

8桁の2進数でネットワークの住所を示している

例
11000000 10101000 00000000 00000001
192 . 168 . 0 . 1

サブネットマスクとは

IPアドレスのネットワーク部とホスト部を識別するために使う

例
IPアドレス :192.168.0.1
サブネットマスク :255.255.255.0
ネットワーク部 :192.168.0.0
ホスト部 :0.0.0.1

/32 11111111 11111111 11111111 11111111 = 255.255.255.255
・
・
・
/25 11111111 11111111 11111111 10000000 = 255.255.255.128
/24 11111111 11111111 11111111 00000000 = 255.255.255.0
/23 11111111 11111111 11111110 00000000 = 255.255.254.0
・
・
・

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスの求め方

IPアドレスとサブネットマスクを2進数に戻して、サブネットマスクが0になっている桁をすべてIPアドレスを0にするとネットワークアドレスで1にするとブロードキャストアドレスになる

例
128.64.30.17/26の場合
IPアドレス :128.64.30.17
サブネットマスク :255.255.255.192
2進数に戻して
IPアドレス :10000000 01000000 00011110 00[010001]
サブネットマスク :11111111 11111111 11111111 11[000000]
ネットワーク部 :10000000 01000000 00011110 00000000=128.64.30.0
ブロードキャスト :10000000 01000000 00011110 00111111=128.64.30.63

192.168.100.5/20の場合
IPアドレス :192.168.100.5
サブネットマスク :255.255.240.0
2進数に戻して
IPアドレス :11000000 10101000 0110[0100 00000101]
サブネットマスク :11111111 11111111 1111[0000 00000000]
ネットワーク部 :11000000 10101000 01100000 00000000 =192.168.96.0
ブロードキャスト :11000000 10101000 01101111 11111111 =192.168.111.255

IPアドレスとMACアドレス

2021-04-28T16:34:11+09:00

IPアドレスとMACアドレスの違い

どちらも住所的な役割

IPアドレス

コンピュータのネットワーク上の住所
最終的にどこに届けるかがわかる

MACアドレス

ネットワーク機器とかのハードウェアに割り当てられた住所
次に、どこに届けるかがわかる

🐈【ネコでもわかる01】ルータ初期知識&構造

2021-04-26T01:17:17+09:00

``
大量の資料作成に追われ、気づけば日曜も終わろうとしている私だにゃぁ…😢
今回は初学者でも極力理解できるように説明頑張るぎょぴ！

v目次にゃv

1.初期構成
2.ルータとは
3.IPアドレスとサブネット
4.IPアドレスとホスト部
5.経路イメージ
※今回は分かりやすさ重視のため、間違いを恐れない解説となっています。この記事をみて
”完璧！”といったものではなく、あくまで”ルータの構造や動きのイメージを掴む”程度にご覧ください。

初期構成

まずは、今回のPCとルータの構成を紹介するねこ～

"確か、PCとルータが2台ずつあったな"程度に覚えてもらえればいいきんぎょ。

ルータとは

そもそも、「ルータとはなんぞや？？」と思っている方も多いと思います。
「あぁ、ルータってお家にある電波出してる”白いお弁当箱ね”」なんて思ってる方々もちらほら…
今回はお家で見かける電波がでるお弁当箱”ではなく、オフィスやサーバ室で見かける大きなお弁当箱（ルータ）についてお話しますぎょぴ。

簡単にいうとルータはネットワークを繋ぐ、中継の役割を担っているねこ～。
例えるなら、線路の切り替えをしている所ぎょぴね。
ルータに行先と経由する駅を事前に教えてあげると自動で路線を切り替えてくれるきんぎょ！
ちなみに、Fa0/1や0/2はルータのポートの番号のことねこ～。
電車でいうと1番線や2番線といったとことかにゃ🐱

IPアドレスとサブネット

ルータが何なのか分かったところで、お次はIPアドレス行くぎょぴ～。
IPアドレスとサブネットマスク、正直ここが最初の壁に思う人も多いぎょぴ！
ここでイメージをつかんでおくぎょぴよ！

IPアドレスと言われても、数字の羅列で良く分からないきんぎょ(;´･ω･)ｳｰﾝ･･･
ここでは4つに区切られた機械用の住所番号だと覚えて置くと良いぎょぴ～
（オクテッドや2進数等の詳しい説明は省きます）

この機械用の数字の住所を人間でいうところの「都道府県～市区町村」と「そこに住んでいる個人の名前」に別けるぎょぴ～。
ここで使うのがサブネットマスクだにゃ。詳しいことは省来ますが、2進数に直した時、”1”になっているところのIPアドレスの部分が「都道府県～市区町村」、すなわち”ネットワーク部”だにゃ～。
ここではIPアドレスは”2つに別けて見るということを覚えておいてほしいねこ～。

IPアドレスとサブネット②

さっき上げた例をもう少し具体的に見ていくきんぎょ～

今回はIPアドレスの区切られている最後のところ（第4オクテッド）がホスト部になるニャー。
IPアドレスはよく”住所”に例えられるねこ～。それを具体的にしたのが上の画像ですきんぎょ↑↑
この場合、区切られている3つ目（第3オクテッド）までが大まかな住所、残った最後が個人名を表しているねこ～。

大まかな流れ

荷物を届ける宅配便のお兄さんを想像して欲しいねこ。
まず、届け先のお家がある場所を探してトラックで運ぶにゃ～。ここで大まかな住所、都道府県と番地で届け先のパパ太郎さんがいる家を探すきんぎょ～。
そのあと、パパ太郎さんが住んでいる家の家族の中からパパ太郎さんを探して荷物を渡すイメージにゃ～。

IPアドレスとホスト部①

今度はもう少し細かくみていくぎょぴ！

IPアドレスのホスト部を1～4の4種類用意したぎょぴ～
これがどういうことか分かった君はIPアドレスに対する理解が深まってる証拠ぎょぴよ！
ここで重要なのが”ホスト部のみが違う”ということぎょぴぼー

さっきの例でいくと、
お家を覗いたときに、同じ家に住んでる家族の中の4人のことが分かるということ。
ホスト部が分かると苗字だけじゃなくて下の名前まで分かるぎょぴね。

余談ですが、これの何が凄いかというと、普段苗字呼びしている友達の家に遊びに行ったときに、苗字で友達を呼ぶと友達家族のみんなが振り返るという悪夢をなくせることぎょぴぼー！

閑話休題

ホスト部のみが違うということは同じネットワークに属した複数の端末（PCやスマホ）が分かるということキツネ～🦊

IPアドレスとホスト部②

ホスト部が理解できたところで、次はネットワーク部にいくねこ～！

ネットワーク部が違うということは”住所が違うということぎょぴっ！
具体的には”都道府県や市町村、お家自体”が違うきんぎょね。

東京のコンビニ”にゃんこマート”とロシアにあるコンビニ”にゃんこマート”、同じコンビニでも陳列されている物やレイアウト、接客の仕方が全く違うのにゃ～ฅ^•ω•^ฅ

経路イメージ

ここまでついてこれているねこ～？
あとは今までのイメージを本番の環境イメージに近づけるねこよ！！

PC1からPC2にデータを送る行為は人間でいう荷物や手紙を送る行為と一緒だったネコね？
ここはスタティックルートの概念が加わるので少し難しいかもきんぎょ～…
初めに書いた”事前に行先と経由駅”を設定しておく”というのが今回は
行先　＝　日本国　立川市　犬川家　ポチままさん（宛先）
経由　＝　新宿郵便局　→　立川郵便局　（出発元:新宿区　犬里パパ太郎さん）
になるきんぎょ～

本番環境だと
行先　＝　所属ネットワーク192.168.103.0　PC02　※1
経由　＝　ルータ1　→　ルータ2　（出発元:PC01 ）※2
になるきんぎょ！
（※1　PC02宛のネットワークがPC02のIP”192.168.103.1”ではなくIP”192.168.103.0”なのは、まずはネットワークにデータを運ぶ為。
人間でいう所の”家”に荷物を運ぶにあたる。その後、郵便受けから家族が荷物を受け取り、宛先人に届けられるイメージ）
（※2　実際には　ルータ1（fa0/0　→　fa0/1）…になる）

エンドタイトル

ルータの役割と動きのイメージが掴めたきんぎょ～？？
IT系では小難しいことが多いけど、身近なものと関連付けてイメージするといいぎょぴよ！
※今回は分かりやすさ重視のため、間違いを恐れない解説となっています。この記事をみて
”完璧！”といったものではなく、あくまで”ルータの構造や動きのイメージを掴む”程度にご覧ください。

今日はここまでぎょぴ🐾
もし、この記事が誰かの役に立てて、私にやる気があれば、次回スタティックルートを説明するきんぎょ～。

これからも頑張るきんぎょー
``

IPアドレス基礎

2021-04-22T14:31:19+09:00

IPアドレスとは

インターネットの中でいう住所
IPv4とＩＰv6の２種類がありＩＰｖ４が古くて数が少なくＩＰｖ６は新しくて数に余裕がある。
ＩＰv4では2進数の32ビット（8ビットで１セット×4）で表示される。(1セットのことを１オクテットという)
2進数の計算方法は2で繰り上がるので1111 1111だった場合右から順に1+2+4+8+16+32+64+128=255となる
1110 1100だと0のところはないものと思って右から順に4+8+32+64+128=236となる
この計算が4オクテット分あるイメージ

基数変換

10進数から2進数に変えたりするやつ
大まかに分けてやり方が二つある
1.2で割って余りが１か0かを求めて下から上に数える方法。あんまり効率的ではない。
2.8ビットの場合左から128:64:32:16:8:4:2:1なのでここから逆算してやる。なれたら断然こっちのほうが早い。
もし慣れてないならPCの中に電卓が入っているのでそれのプログラマーモード→ビット反転キーパッドを使って徐々に慣れていけばいいと思われる。

何個のIPアドレスが作れるかの計算方法

2のホスト部のビット乗すれば求まる

グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス

グローバルIPアドレス

これがないとインターネットに接続ができない（YOUTUBEとかが見れない）。
世界的に管理がされている。
プロバイダ等の契約が必要

プライベートIPアドレス

1.自分が管理できるIPアドレス
2.使用できる範囲が決まっている

範囲

10.0.0.0〜10.255.255.255

172.16.0.0〜172.31.255.255

192.168.0.0〜192.168.255.255

NAT

プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換してくれる
LANケーブルでいっぱいつながってるPC達はそれぞれグローバルIPアドレスを持ってるわけではなくそのPCが持っているプライベートIPアドレスをNATが変換してくれているおかげでインターネットにつながるようになっている。

DNS

ドメインネーム（yahoo.co.jpみたいなやつ）からIPアドレスを割り振ってくれる

構造

ネットワーク部（どのネットワークに所属しているのか）とホスト部（どの端末か）の二つで構成される
どこからどこまではネットワークでどこからどこまでがホスト部を見極めるにはサブネットマスク、またはCIDR（/24だったらネットワーク部24ビットホスト部8ビット）というものを見て判断する

サブネットマスクで判断する場合

大体10進数の255.255.255.0といった表記になっているがこれより2進数に直した方が視覚的にわかりやすいので直してみる。
255 . 255 . 255 . 0
↓変換
11111111 11111111 11111111 00000000
　　　[ネットワーク部]　　 [ホスト部]
この場合オクテット1～3がどのネットワークに所属してるかを識別する部分
オクテット4でどの端末かを識別する部分となる

CIDRで判断する場合

CIDRの場合IPアドレスの後ろに/24といった/の後に数字が書かれている（プレフィックス長）。
この24という数字がネットワーク部、つまり左から24個の数字までがネットワーク部。それ以外がホスト部であることを示している。