IP(Internet Protocol)とは

IT用語

IP(Internet Protocol)とは

IP(Internet Protocol)とは

IP(Internet Protocol)とは、OSI参照モデルのネットワーク層で動作するプロトコルであり、インターネットで通信するためには欠かせない通信プロトコルです。

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具体的には、IPアドレスと呼ばれるインターネット上の住所を使いデータ(パケット)の送受信を可能としています。

プロトコルって何ですか?
英語と日本語だと会話が成立しないのと同じで、通信もルールを決めてやり取りしています。そのルールのことをプロトコルといいます。

 

同セグメント内であればmacアドレスで通信できる

同じセグメントに属するコンピュータ同士であれば「IP」がなくても「MACアドレス」を使用することで通信が可能です。しかし、他セグメントに属するコンピュータへ通信するためには「IP」がないと通信がすることができません。

※セグメントとは、ブロードキャスト(接続している全コンピュータにデータを流す)が届くネットワークの範囲(グループ)のこと

IPアドレスを利用した通信

「IP」で定義されている「IPアドレス」を使用することで、他セグメントに属するコンピュータの宛先が分かり通信を可能としているのです。

ポイント

IPアドレスとはインターネット上の住所。IPアドレスを使うことで世界中のコンピュータと通信することができる。

Internet Protocol Version 4 (IPv4)

Internet Protocol version 4(インターネットプロトコルバージョン4)は、IPアドレスの主要バージョンです。

 

IPv4は32ビットで表現され、ネットワーク部とホスト部に分けられます。ネットワーク部とホスト部はクラスという概念により、ネットワークに割り当てられるホストの数が決まります。

クラス アドレス範囲 割り当て可能ホスト数
クラスA 0.0.0.0 - 127.255.255.255 16777214個
クラスB 128.0.0.0 - 191.255.255.255 65534個
クラスC 192.0.0.0 - 223.255.255.255 254個
  • クラスAには「16777214個」のホストを割り当てることが出来るので「大都市」のイメージ
  • クラスBには「65534個」のホストを割り当てることが出来るので「中都市」のイメージ
  • クラスCには「254個」のホストしか割り当てることが出来ないので「小都市」のイメージ

IPアドレス

Internet Protocol Version 6 (IPv6)

IPv6は、IPアドレスの主要バージョンであるIPv4が足りなくなるという「IPアドレス枯渇問題」があり、登場したバージョンです。

IPv4では使用可能なIPアドレスが約 2の32乗(約43億 = 4.3×109)個であったが、IPv6では約 2の128乗(約340澗 = 3.4×1038)個が使用可能。

 

IPv6のIPアドレスは128ビットで表現され、16ビット単位でコロン(:)で区切り、十六進法で表記します。

IPv6の表記例は次の通り。

(例)301a:10b8:bd01:0112:188a:1fc0:1001:10aa

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IPヘッダ

IPパケットの先頭には、IPヘッダが付与され、このヘッダに格納されている情報を使いIPの機能を実現しています。

以下は、IPv4ヘッダのフォーマットです。

IPヘッダ

 

IPヘッダにある各項目の詳細は次の表の通り。

項目名 ビット 説明
バージョン(Version) 4 bit IPヘッダのバージョン情報。IPv4の場合は「4」が入る
ヘッダ長(IHL) 4 bit IPヘッダの長さを表す。この値によりデータの開始位置を判断できる
サービス種別(Type of Service) 8 bit IPパケットの優先度を表す。パケットの優先度は8段階で示す
全長(Total Length) 16 bit IPヘッダを含む、パケットの全長
識別子(Identification) 16 bit パケットを識別するための値。パケットの送信元が一意な値を格納する。パケットが分割した際などに同じパケットであることを判断するために使用される
フラグ(Various Control Flags) 3 bit パケットに続きがあるかを判断するためのフラグ(断片化の制御)0:予備、1:禁止、2:継続
断片位置(Fragment Offset) 13 bit 断片化したパケットの復元に使用する情報
生存時間(Time to Live) 8 bit パケットの生存時間を示す情報。具体的には何台のルータ(もしくはL3スイッチ)を経由できるかという情報
プロトコル(Protocol) 8 bit TCPなどの上位プロトコルを示すプロトコル番号が設定される
チェックサム(Checksum) 16 bit IPヘッダのチェックサム。IPヘッダの誤り検査に用いられる
送信元アドレス(Source Address) 32 bit 送信元のIPアドレス情報
宛先アドレス(Destination Address) 32 bit 宛先のIPアドレス情報
拡張情報(Options) 32 bit 可変長の拡張情報

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