[ITパスポート]IPアドレスとは

2019年10月18日

今回はITパスポートIPアドレスについて学習します。

くろん
くろん
確かインターネット上の住所みたいなのがIPアドレスだったにゃ?
モナ
モナ
そうだニャ、住所と言っても〇〇県××市~みたいに分かりやすいものではなくて数字の羅列になってるからその辺も見ていくニャ

IPアドレス

インターネット上の住所に値するものをIPアドレスと言います。

通信を行う際に送り先にも送り元にもこのIPアドレスを設定することでデータをしっかりと相手に届けることが出来ます。

IPアドレスの概要

通信を行う相手のコンピュータを一意に定めるため、1台1台のPCにIPアドレスを割り振ります。具体的にIPアドレスはどんなものかというと、32ビット(列)からなる0と1の数字の並びになります。

具体的には以下のようなものになります。

11000000 01001101 00001101 11110011

これは2進数と呼ばれる表記で表されており、コンピュータにとっては都合が良いですが人にとっては分かりづらいです。その為10進数と呼ばれるなじみ深い数字に変換して表記することもあります。

192.77.13.243

インターネット上に接続するすべてのデバイスにこれらのアドレスを割り振る必要があります。

キュー
キュー
進数やビットに関しては後から学習するから今はさらっと流しといてや

ネットワークアドレスとホストアドレス

データを送る時に送り先住所が同じであるにもかかわらず受取人が別に2人いた場合、配送者は混乱してしまいます。

その為、それぞれのデバイスにはユニークなアドレスが割り振られる必要があります。ただ、インターネットに接続するデバイス1つ1つにIPアドレスを割り振るのは大変なので、IPアドレスをそのコンピュータがどこのネットワークに属するかを示すネットワークアドレスと、ネットワーク内のそのコンピュータ自身を示すホストアドレスに分割します。

11000000 01001101 00001101 11110011

(ピンクがネットワークアドレス、水色がホストアドレス)

ネットワークアドレスが同じであれば同じ地域にいることを意味します。

モナ
モナ
〇〇県××市の様にその地域に住む人に共通する部分がネットワークアドレスに値するニャ
くろん
くろん
その後の番地のように人によって違うところがホストアドレスに当たるんだにゃ!

どこまでがネットワークアドレス?

上の例では左(上位とも言う)から24ビットがネットワークアドレスに位置していましたが、決め方は固定的に〇〇ビットと決める方法に加え、可変的に決める方法もあります。

可変的に決めることで柔軟性が増し、そこで登場するのがサブネットマスクと呼ばれるものです。

サブネットマスクは、IPアドレスのどの部分までがネットワークアドレスでどのからがホストアドレスかを分かるようにするものです。

具体的にはネットワークアドレス部分に1を、ホストアドレス部分に0を並べます。

具体的には以下のような例があります。

11111111 11111111 11111111 11100000

適当なIPアドレスと並べると以下のようになります。

11010010 11000101 11111010 10010111(IPアドレス)

11111111 11111111 11111111 11100000(サブネットマスク)

これによってネットワークアドレスとホストアドレスの境目が分かるようになりましたね。

IPアドレスの種類

現在主流のIPアドレスはIPv4と呼ばれ、32ビット長です。この場合2の32乗で約43億個のアドレスを割り振ることが出来ますが、世界の人口は現在80億弱で、1人1台のデバイスを持つと仮定したところ圧倒的に足りないことが分かります。そこでアドレスの長さを128ビットに増やした新しい規格のIPv6に移行しつつあります。

また、世界中にネットをつなぐ場合、世界中でユニークであるグローバルIPアドレスが必要であるが、特定のネットワーク内であればそこだけで有効なプライベートIPアドレスを割り振ることもできます。

そしてグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを紐づけるプロトコルにNATと呼ばれるものがあります。このプロトコルによりユーザ側は意識せずにIPアドレスを自動設定することが可能となっています。また、複数のプライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスにまとめ上げる技術はNAPT(IPマスカレード)と呼ばれ、1対多通信をあたかも1対1通信の様に見せかけることも可能です。

暗記事項

MACアドレス・・・ネットワーク機器やネットワークアダプタについている固有の識別番号で、メーカー識別子24ビットと製品固有番号24ビットの合計48ビットで編成されています。別名物理アドレスとも呼ばれ、別のネットワークに移動させても変わることはありません。

デフォルトゲートウェイ・・・同一のネットワーク内には存在しない外部のネットワークと通信する必要がある場合に、その出入り口となる機器を指します。

イントラネット・・・限られた組織内でのみ構築されたネットワークを指します。インターネットと同様の技術や機器をそのまま社内で用いるため、改善改良があった際に組織内部に即座に反映させられるメリットがあります。

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IPアドレス・例題

実際に例題を解いて問題に慣れていきましょう。

問題

問1

サブネットマスクの役割として、適切なものはどれか。(H.28/春)

ア IPアドレスからEthernet上のMACアドレスを割り出す。
イ IPアドレスに含まれるネットワークアドレスと、そのネットワークに属する個々のコンピュータのホストアドレスを区別する。
ウ インターネットとナイブネットワークを中継する時のグローバルIPアドレスとプライベートアドレスを対応付ける。
エ 通信相手先のドメイン名とIPアドレスを対応付ける。

問2

イントラネットの説明として、適切なものはどれか。(H.28/秋)

ア インターネットの技術を利用して構築された組織内ネットワーク。
イ 社外の誰もが自由に接続可能な社内ネットワーク。
ウ 複数の企業間で電子商取引を行うために構築されたネットワーク。
エ 無線を使わずに優先だけで構築されたネットワーク。

問3

MACアドレスに関する記述のうち、適切なものはどれか。(H.28/秋)

ア 同じアドレスをもつ機器は世界中で一つしか存在しないように割り当てられる。
イ 個別情報が含まれており、同じアドレスをもつ機器は各国に一つしか存在しないように割り当てられる。
ウ ネットワーク管理者によって割り当てられる。
エ プロバイダ(ISP)によって割り当てられる。

解説(クリックで展開)

インターネット・まとめ

今回はIPアドレス周りについて学習しました。

用語が多く登場したので、しっかりと理解したうえで覚えましょう。

カズ
カズ
ぜひ赤シート機能を活用してね!

次回はWebページの仕組みについて学習します。

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