5.3 ネットワーク通信
5.3.3 チャネルアクセス方法
5.3.3.1 IP プロトコル
IP（Internet Protocol）はデータグラムをセグメント単位に分割し、ネットワーク 機器どうしのデータ転送を受け持ちます。データを送受信する端末は同一ネット ワーク内にあってもよいし、ルータによって接続された物理的に異なるネット ワークに存在することもできます。
ルータは、接続されたネットワークを通るさまざまな経路（ネットワーク転送 路）を選択しながら、輻輳やネットワーク障害を回避します。しかし、経路選択 においてはその都度短い経路が選択されることがあるため、データグラムのなか で追い越しが発生し、パケットの順序が入れ替わってしまう場合があります。そ のためTCPなどの上位プロトコルを使って正しい転送を保証することが必要に なります。
IPアドレス
ネットワーク上での通信を可能にするため、各フィールドバスノードには32 ビットのインターネットアドレス（IPアドレス）が必要です。
注 意
IPアドレスは、相互接続されるネットワーク全体において一意であることが 必要です。
下に示すように、IPアドレスにはアドレスクラスが各種あり、ネットワークID とホストIDのデータ長が異なります。ネットワークIDは、ネットワーク機器が 属するネットワークを表します。ホストIDは、そのネットワーク内にある特定 の機器を表します。
ネットワークは、アドレス指定の方法によっていくつかのネットワーククラスに 分かれます。
•
クラスA（ネットワークID：バイト1、ホストID：バイト2〜4）例：
101 . 16 . 232 . 22
01100101 00010000 11101000 00010110
0 ネット
ワークID ホストID
クラスAの最上位ビットは常に「0」です。
すなわち最上位バイトの値は「0 0000000」から
「0 1111111」の範囲となります。
したがって第1バイトに示されるクラスAネット ワークのアドレスは、必ず0〜127の値になります。
•
クラスB（ネットワークID：バイト1〜2、ホストID：バイト3〜4）例：
181 . 16 . 232 . 22
10110101 00010000 11101000 00010110
10 ネットワークID ホストID
クラスBの最上位の2ビットは常に「10」です。
ネットワーク通信
•
クラスC（ネットワークID：バイト1〜3、ホストID：バイト4）例：
201 . 16 . 232 . 22
11000101 00010000 11101000 00010110
110 ネットワークID ホストID
クラスCの最上位の3ビットは常に「110」です。
すなわち最上位バイトの値は「110 00000」から
「110 11111」の範囲となります。
したがって第1バイトに示されるクラスCネット ワークのアドレスは、必ず192〜223の値になります。
上記以外のネットワーククラス（DとE）は、特別な用途にのみ使用されます。
詳細情報
インターネットに関する上記のような基本事項は
http://www.WuT.de/us_printmed.html（W&T、Manual TCP/IP-ETHERNET for Beginners）に記載されています。
主要データ
サブネットの 可能な
アドレス範囲 ネットワーク数 ネットワーク当たり のホスト数
クラスA 0.XXX.XXX.XXX
-127.XXX.XXX.XXX
128 (27)
約1600万 (224)
クラスB 128.000.XXX.XXX
-191.255.XXX.XXX
約1万6000 (214)
約6万5000 (216)
クラスC 192.000.000.XXX
-223.255.255.XXX
約200万 (221)
254 (28)
ワゴのEthernet型フィールドバスカプラ／コントローラは、内蔵のBootPプロト
コルを使えば簡単にIPアドレスを付与できます。小規模な社内ネットワークの 場合、クラスCのネットワークアドレスを使用することを推奨します。
注 意
あるバイトの全ビットを0または1に設定する（バイト値＝0または255）こと はできません。これらの値は特別な機能に割り当てられており、使用できませ ん。したがって「10.0.10.10」のようなアドレスは第2バイトが0であるため使 用できません。
ネットワークをインターネットに直接接続する場合、管理団体から割り当てられ た世界的に固有の登録されたIPアドレス（グローバルIP）しか使用できません。
そのようなアドレスはInterNIC（International Network Information Center）から割 り当てられます。
注 意
インターネットへの直接接続は権限のあるネットワーク管理者のみが行うため、
本マニュアルには記載していません。
サブネット
大規模ネットワークでのルーティングを可能にするため、RFC 950においてある ルールが導入されました。IPアドレスのホスト部が再分割され、ノードのサブ ネットIDとローカルホスト番号に分かれます。ネットワークIDと合わせて用い ることで、内部サブネットに部分ネットワークの範囲内で分岐でき、しかもネッ トワーク全体は物理的につながっている構造を実現できます。サブネットIDの データ長と位置は定義されていません。サブネットIDのデータ長は、使用する サブネット数とサブネット当たりのホスト数によって決まります。
1 8 16 24 32
1 0 ネットワークID サブネットID ホストID 図 5-10：サブネットIDフィールドを備えたクラスBアドレス
サブネットマスク
サブネットをインターネットで転送するために導入されたのがサブネットマスク です。これは一種のビットマスクであり、IPアドレスの特定ビットをマスクまた は選択する際に使用します。マスクは、サブネット指定時に使用するホストID ビットを指定し、それによってホストの番号を示します。IPアドレスの全域は論
理的には0.0.0.0から255.255.255.255です。このうち各バイトの0と255がサブ
ネットマスクとして使用されます。
標準のマスクはネットワーククラスによって決まり、以下のようになっています。
•
クラスAのサブネットマスク：255 .0 .0 .0
•
クラスBのサブネットマスク：255 .255 .0 .0
•
クラスCのサブネットマスク255 .255 .255 .0
サブネットの区切り方によっては、サブネットマスクに0と255以外の値が入る こともあります（255.255.255.128や255.255.255.248など）。サブネットマスク の値はネットワーク管理者から交付されます。サブネットマスクはIPアドレス とともに、お使いのパソコンおよびノードが所属するネットワークを規定します。
もともとあるサブネットに位置する受信側ノードは、自分のIPアドレスとサブ ネットマスクから正しいネットワーク番号を計算します。そのうえでノード番号 をチェックし、一致すればパケットを配信します。
ネットワーク通信
クラスBネットワークのIPアドレスの例
IPアドレス： 172.16.233.200 10101100 00010000 11101001 11001000 サブネットマスク： 255.255.255.128 11111111 11111111 11111111 10000000 ネットワークID： 172.16.00 10101100 00010000 00000000 00000000 サブネットID： 0.0.233.128 00000000 00000000 11101001 10000000
ホストID： 72 00000000 00000000 00000000 01001000
注 意
ネットワークプロトコルをインストールするときは、管理者から指定されたネッ トワークマスクをIPアドレスと同じ方法で指定します。
ゲートウェイ
インターネットのサブネットどうしは通常、ゲートウェイを使って接続されます。
その場合のゲートウェイの働きは、パケットを他のネットワークまたはサブネッ トに転送することです。そのためには、各ネットワークカードのIPアドレスと ネットワークマスクに加え、パソコンおよびインターネットにつながるフィール ドバスノードに対応した、標準的なゲートウェイの正しいIPアドレスを指定す ることが必要です。このIPアドレスはネットワーク管理者に確認することもで きます。このアドレスを指定しないとIP機能はそのローカルサブネット内に限 定されます。
IPパケット
IPデータパケットには、送信するデータユニットのほか、アドレス情報と追加情 報が入ったパケットヘッダが含まれます。
IPヘッダ
IP
データ図 5-11：IPパケット
IPヘッダのなかで最も重要な情報は、送信元と宛先のIPアドレスおよび使用す る転送プロトコルです。