IPアドレスとアドレス体系
頻出約 32 分5 用語過去問 16 題
この単元の目標
- IPアドレスの役目を、サブネットマスクやDNSの役目と分けて説明できる。
- IPv4とIPv6を、アドレスの長さと表記で見分けられる。
- グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを使う範囲で区別し、両者をつなぐNATの働きを説明できる。
用語総表（5 語）
用語
IPアドレスは、ネットワーク上で通信相手の機器を識別する番号で、通信用の部品に固有のMACアドレスとは別のものである。
データはパケットという小さな単位に分けて送られ、ネットワーク同士を中継する機器のルータが、宛先のIPアドレスを見て次の転送先を選ぶ。アドレスは、どのネットワークかを示すネットワークアドレス部と、その中のどの機器かを示すホストアドレス部に分かれ、境目はサブネットマスクという値で決まる。数字の並びは覚えにくいので、普段はドメイン名という文字列で相手を指定し、DNSという仕組みがIPアドレスとの対応を調べる。
たとえ宅配便の伝票に書く届け先のようなもの。町名までで配送地域が決まり、番地で家が決まる。
覚え方IPは Internet Protocol の略で、Pは「番号」ではなく「通信の約束事」を指す。
出題のポイント
- 出題サブネットマスクは、アドレスのどこまでがネットワークを指す部分かを区切る値である。アドレスの変換や自動割当ての機能はもたない。
- 混同注意DNSが結び付けるのは、ドメイン名やホスト名といった名前とIPアドレスである。MACアドレスとの対応付けや、機器へのアドレスの自動割当ては別の仕組みの役目である。
- 出題DNSサーバが止まっても、回線やルータが止まるわけではない。影響を受けるのは名前での指定で、IPアドレスでの指定は影響を受けない。
この用語の過去問 3 題 IPアドレス →
IPv4は、インターネットの通信規約であるIPの第4版で、アドレスを32ビットで表す。
表せるアドレスは2の32乗、つまり約43億個で、接続する機器が増えるにつれて不足が問題になった。表記では32ビットを8ビットずつ4組に分け、各組を0〜255の10進数にしてドットでつなぐ。
たとえ桁数の決まった会員番号のようなもの。桁を増やさない限り、会員が増えても発行できる番号の総数は変わらない。
覚え方v4の4は版の番号だが、ドットで区切る組の数と同じなので「4組×8ビット=32」と思い出せる。
出題のポイント
- 出題英字を含む組があるものや、組の数が4でないものはIPv4アドレスではない。
- 出題IPv4のアドレスは数に上限があり、インターネットに直接つなぐ機器すべてには行き渡らない。
この用語の過去問 2 題 IPv4 →
IPv6は、アドレス長を128ビットに広げ、IPv4のアドレス不足を解消するために作られたIPの版である。
表せるアドレスは2の128乗で、事実上不足の心配がない規模になる。表記は16ビットずつコロンで区切る16進数で、文字を含んで見えても数値であり、ドメイン名のような名前ではない。
たとえ会員番号の桁を大きく増やすようなもの。桁が増えるたびに、発行できる番号の総数は掛け算で増えていく。
出題のポイント
- 出題IPv6のアドレス長は128ビットで、IPv4の4倍の長さである。
- 出題IPv6で解消するのはアドレス不足である。通信が速くなることや、特定のケーブルが必要になることとは関係がない。
- 出題IPv6とIPv4は同じネットワーク上で共存できるので、別のネットワークに分けて構築しなくてよい。
この用語の過去問 2 題 IPv6 →
グローバルIPアドレスは、インターネット上で世界に重複なく割り当てられ、外部から直接到達できるIPアドレスである。
同じ番号が2か所にあると宛先が定まらないため、番号を管理する国際団体のICANNを頂点とする枠組みの中で、プロバイダ(ISP)などを通じて割り当てられる。Webサーバのように外部から接続を受ける機器には、通常このアドレスを使う。
たとえ会社の代表電話番号のようなもの。世界のどこからかけても同じ相手につながる。
覚え方グローバルは globe (地球) と同じ語源で、地球規模で一つだけと結び付く。
出題のポイント
- 出題グローバルIPアドレスは、空いているように見えても無断で設定できない。同じ値を複数の機器に同時に割り当てて使うこともできない。
- 出題グローバルIPアドレスは機器に焼き付いた番号ではなく設定値なので、機器を入れ替えても同じ値を引き継げる。
この用語の過去問 2 題 グローバルIPアドレス →
プライベートIPアドレスは、家庭や社内など内部のネットワークの中でだけ使うIPアドレスである。
決められた範囲(例えば192.168で始まる範囲)から選び、内部のネットワーク全体で重複しないように割り当てる。そのままではインターネットと通信できないため、NAT(Network Address Translation)という機能がグローバルIPアドレスとの間を変換する。
たとえ社内でだけ通じる内線番号のようなもの。別の会社に同じ内線番号があっても困らず、外線とは代表番号を介してつながる。
覚え方private room の private と同じで、そのままでは部屋の外に通じない番号と結び付く。
出題のポイント
- 出題NATが変換するのはプライベートとグローバルの2種類のIPアドレスの間である。IPアドレスとドメイン名の変換はDNSの役目である。
- 出題プライベートIPアドレスの利用にISPへの申請は要らず、ICANNからの割当ても受けない。
- 出題割り当てる機器の種類に制限はなく、内部のネットワークのサーバにもプライベートIPアドレスを使える。
この用語の過去問 2 題 プライベートIPアドレス →
「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」の違い
要点
- IPアドレスは通信相手を識別する番号で、ルータはこれを見てパケットの転送先を選ぶ。
- サブネットマスクはアドレスをネットワーク側と機器側に区切り、DNSはドメイン名との対応を調べる。
- IPv6はIPv4のアドレス不足を解消するための版で、同じネットワーク上で共存できる。
- プライベートIPアドレスを使う機器がインターネットと通信するときは、NATがアドレスを変換する。
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