【ネットワーク】お勉強14

【第23回】Layer3 サブネットマスク
プライベートアドレス
インターネットでのIPアドレスはICANNとNICがネットワーク番号を割り振っている.
裏を返せば,インターネットへの接続を考えないネットワークならばICANNのクラスフルアドレッシングに従う必要はない.
しかしネットワーキングデバイスはクラスフルアドレッシングに対応して設計されているので結局必要.
内部LANではプライベートIPアドレスを使う.
プライベートIPアドレスはクラスAの10.0.0.0,クラスBの172.16.0.0-172.31.0.0,クラスCの192.1680.0-192.168.255.0はプライベート用に用意されているのでNICは割り当てない.
内部LANではこれらのアドレスを使う.
これらのプライベートIPアドレスはインターネットに接続しない環境で使われるアドレスで万が一インターネットと接続できる状況になってもルータがインターネットに流さないように止める.
なぜプライベートIPアドレスも通常のIPアドレスと同じような理論で扱うのかというと,もしプライベートIPアドレスのホストがインターネットにつながった場合に元からあったIPアドレスと重複するという事態を防ぐため.

小さなネットワーク
例えばクラスAはホスト番号部が3オクテット=24bits,2^24-2台のホストを管理できる.
これを先頭から順に番号をふるのは管理上良くない.
論理アドレスが階層型であるという性質を利用して小さなネットワークをいくつか作ることを目指す.
この小さなネットワークをサブネットワークという.

サブネットワーク
3 Minutes Networking No.23Figure23-01のようにホスト番号の一部をサブネット番号の領域にする.
ex:
クラスBのネットワークの172.16.0.0というIPアドレス,これをサブネット番号6bits,ホスト番号10bitsに分割する.
この状態でのサブネットワーク1番の1番ホストは
10101100 | 00010000 | 000001 | 0000000001
となり172.16.4.1となる.オクテット単位で考えているので十進数表記でサブネットワーク1番は4になることに注意.
10101100 | 00010000 | 00000100 | 00000001
サブネット番号部に割り当てるbit数は任意だがホストの無いサブネットは無意味なのでホスト部に2bitsは割り当てる.
この場合,ホスト番号が全て0をネットワークアドレス,ホスト番号が全て1なのをブロードキャストアドレスでホストは1bit分の2台登録できる.

サブネットマスク
どのネットワークに属しているかという問題は経路選択の際に重要となる.
サブネットワークは管理者が任意で決めるので経路探索の際にルータが決めるのに障害となる.そこでサブネットを使用する際にはサブネットマスクをIPアドレスと同時に表記する.
サブネットマスクとはどこまでがサブネット番号かを示すもの.
10101100 | 00010000 | 00000100 | 00000001 IP addr
11111111 11111111 11111100 00000000 サブネットマスク
3オクテット目の6bits目までがサブネット番号だとわかる.
3 Minutes Networking No.23Figure23-03

【第24回】Layer3 4つのアドレス
データ転送に必要なもの
データ送信には送信元,宛先のMACアドレス,IPアドレスの4つのアドレスが必要

送信元MACアドレス
MACアドレスはNICをつけた段階で決定される.
Ubuntuでは$ifconfigで「ハードウェアアドレス」として見ることができる.

送信元IPアドレスの静的な決定
IPアドレスは管理者から渡されたものを使う.
こちらが変更しない限り変わらないので静的という.
IPアドレスを静的な割り振りで決める場合の欠点としてはまず人為的なミスが起こりうるということだ.
人為的なミスとは管理者に割り当てられたアドレスを間違って入力した場合である.
またデバイスの移動の際にIPアドレスをその都度入力し直すとう問題が発生する.

送信元IPアドレスの動的な決定
ある程度の台数を管理するようなLANやデバイスの移動が多いLANでは動的なIPアドレスの割当が一般的.
ネットワークに接続された時点で自動的にIPアドレスを取得する形になる.
IPアドレスを管理しているサーバーに対して「IPアドレスをください」と言ってもらう.
この際, 送信元のIPアドレスがない状態なのに通信できるのはDHCPというプロトコルのため.