Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.
Keiichi MIYAJIMA
2017.11.14
今後の予定 今後の予定 今後の予定 今後の予定
11 月 14 日
インターネットプロトコル１（レ ポートあり）11 月 21 日
インターネットプロトコル２（レ ポートあり。予備日ですが講義を行います）11 月 28 日 中間試験（ 30 点満点）
中間試験までの予定
講義予定 講義予定 講義予定 講義予定
11 月 14 日
インターネットプロトコル１11 月 21 日
インターネットプロトコル２（予 備日ですが講義を行います）11 月 28 日 中間試験
12 月 5 日 ＴＣＰとＵＤＰ１
12 月 12 日 ＴＣＰとＵＤＰ２（年内最 終）
12 月 26 日 休講
1 月 9 日
ＴＣＰ／ＩＰアプリケーション今後の講義予定日
IP IP はインターネット はインターネット プロトコル
プロトコル
１ １
IP IP の目的 の目的
目的のコンピュータにパケットを運ぶこと
この機能は IP によって実現され
現在主に使われているる。 IPv4 の役割と仕組みにつ いて解説します。
IP IP の役割 の役割
データがデジタル化されていれば、どんなものでも IP で運ぶことができる
ユーザデー
タ A あて
IP ネット ワーク
ユーザデー
タ A あて
目的のコンピュータにパケットを運ぶこと
IP IP の制限事項 の制限事項
1. パケットが目的地まで到達する保証がない
2. 送信した順番通りに届く保証がない
3.
1
つのパケットが複数に増える可能性がな いとはいえない4. ペイロード（データ）が壊れていないこと を保証しない
5. 最大サイズは
65515
オクテットに制限され るなぜ制限があるのか？
なぜ制限があるのか？
• ネットワーク全体を管理するような機能を 作ることは考えない
•
IP
ネットワークはそれぞれの組織がそれぞ れの判断で管理や運用、構築される「最終目的のコンピュータにパケットを届け るためできる限りの努力をするが、届く保 証はしない」最善努力 (Best Effort) 型
だれもが安価にネットワークの構築が可能
IP IP で保証しない分をどこで補う で保証しない分をどこで補う か？ か？
TCP
TCP は実際に通信しているコンピュータ同士で働く ものなので、ネットワーク自体には TCP は関係が ないTCP は「ネットワークには信頼性がない」という前 提でデータの到達性を保証するように機能する
（詳しくは第 6 章で 行う）
この講義での注意点 この講義での注意点
以後、本講義では意図的に
IPv4
で説明を行いま す。理由：
1.
IPv6
は自動化が前提のため、動作を説明する 際に使用されるアドレス等が長大で図等に書き 切れない2. 動作の手順そのものは
IPv4
もIPv6
も変わりが 無いIP IP アドレスとネット アドレスとネット ワーク ワーク
IP アドレスの基礎
32 ビット（ 4 オクテット）の整数値で表 される例：157.80.23.48
32 ビットを 8 ビット（オクテット）づつ に区切って 10 進数の整数値で表示される
。
グローバル IP アドレ
ス：インターネット全体で唯一のアド レス
プライベート IP アドレ
ス：私的なネットワークで使用するためのアド レス （詳しい利用法については第 8
章）
IP IP アドレスとネット アドレスとネット ワーク ワーク
IP アドレスはインターフェースに付けられる
IP アドレスは PC に付けられるのではなく
ネットワークインターフェー スに対して IP アドレスは付け られる
複数のアドレスを付けることも可 能
IP IP アドレスとネット アドレスとネット ワーク ワーク
特別な IP アドレス
自分の IP アドレスが解らないときや、相手 に自分の IP アドレスを通知する意味がない とき
•全てのビットが０と １
0. 0. 0. 0
255.255.255.255
ブロードキャストアド
レス同一サブネット内の全てのホストやルータ にパケットを送りたい時に使用
IP IP アドレスとネット アドレスとネット ワーク ワーク
特別な IP アドレス
同じコンピュータで実行されているプログラム 同士で通信したいときに利用
•ループバックアドレ ス
127. 0. 0. 0
～127.255.255.255
範囲：
127. 0. 0. 1
localhost•マルチキャストアドレ：
ス 特定のグループ間で通信するときに利
用範
224. 0. 0. 0
～239.255.255.255
囲：
224. 0. 0. 1
全てのホスト： 全てのルータ
224. 0. 0. 2
これら「特別な： IP アドレス」は使用 不可
ネットマスクとサブネットワー ネットマスクとサブネットワー ク ク
IP アドレスのネットワークアドレスを頼りに してパケットが届けられる
Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｏｕｔｅｒ
Ｒｏｕｔｅｒ
Ｒｏｕｔｅｒ
Ｒｏｕｔｅｒ
Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｏｕ ｔｅｒ
Ｒｏｕｔｅｒ
192.168.0.0/24
172.16.5.0/24
172.18.0.0/16 192.168.100.0/24 10.1.8.0/24
10.2.0.0/16
IP IP アドレスの構 アドレスの構 成 成
IPアドレスはネットワークアドレス部とホスト部からできている
192.168.10.64/26
とは11000000. 10101000. 00001010. 01000010
/26
例：
2 進 10数：進
数：
192 . 168 . 10 . 66
/26
ネットワーク部
ホスト部
電話番号の「０２９４」に
ホスト部が全て 対応 0 になるアドレス： ネットワーク アドレスホスト部が全て 1 になるアドレス： ブロードキャス トアドレス
また「 /26 」をネットマスクと
も呼び
11111111. 11111111. 11111111. 11000000
2 進 10数：進 数：
255 . 255 . 255 . 192
IP IP とルーティングテー とルーティングテー ブル ブル
IP によるパケットの配送
アプリケー ション
TCP
IP
ドライバソフト ウェア
IP ヘッダの信頼性を保つために、
チェックサムが入っているが、ペイ ロードの中身の信頼性までは保証して いない。
始点 IP アドレ ス終点 IP アドレ ス生存時間
チェックサム・ ・ ・
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
192.168.1.4
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
192.168.1.4
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
192.168.1.4
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
192.168.1.4
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
簡単なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.0.4 192.168.0.1
192.168.1.4
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
より複雑なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24
192.168.0.1
192.168.0.4 外部のネットワーク
へ
192.168.10.1
192.168.11.8
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
より複雑なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24
192.168.0.1
192.168.0.4 外部のネットワーク
へ
192.168.10.1
192.168.11.8
192.168.11.8
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
より複雑なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24
192.168.0.1
192.168.0.4 外部のネットワーク
へ
192.168.10.1
192.168.11.8
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
より複雑なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24
192.168.0.1
192.168.0.4 外部のネットワーク
へ
192.168.10.1
192.168.11.8
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
より複雑なネットワークの場合
Ｒｏｕｔｅｒ 192.168.0.2
192.168.0.3
192.168.0.4
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.4
ハブ ハブ
192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
192.168.0.1 192.168.1.1
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24
192.168.0.1
192.168.0.4 外部のネットワーク
へ
192.168.10.1
0. 0. 0. 0/ 0 の時の送信先のことを「デフォルトゲート ウェイ」と呼ぶ
ルーティングテーブルとパケットの ルーティングテーブルとパケットの 配送 配送
IP アドレス 送信先
0. 0. 0. 0/ 0 192.168.0.0/24 192.168.1.0/24
192.168.10.1 192.168.0.1 192.168.1.1
Windows では ipconfig コマンドでもデフォルトゲートウェイアド
レスを見ることができる。
また netstat –r n コマンドで、ルーティングテーブルを見ることが
できる
IP IP のエラー処理 のエラー処理
ICMP
Ｒｏｕｔｅｒ
×
（届かないなど）エラーが発生した場合や、応答を必 要とする ICMP メッセージを受けとった場合には、始 点 IP アドレスに ICMP メッセージを送信する
ICMP メッセージ
IP IP のエラー処理 のエラー処理
生存時間（ TTL: Time To Live ）
Ｒｏｕｔｅｒ
ルーティングテーブルがおかしくなり、ループ が発生
Ｒｏｕｔｅｒ
IP IP のエラー処理 のエラー処理
生存時間（ TTL: Time To Live ）
Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｏｕ ｔｅｒ
ルータで処理するたびに、パケッ トの生存時間を“１”ずつ減らす
IP IP のエラー処理 のエラー処理
生存時間（ TTL: Time To Live ）
Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｏｕ ｔｅｒ
の生存時間が“０”になったら、 IP パ ケットは捨てられ、 ICMP メッセージ が送信ホストに送られる
ICMP 到達不能メッセー ジ（時間超過）
本日のまと 本日のまと め め
本日のまと 本日のまと め め
インターネットプロトコル１
•
IP の目的
役割、制限事項
ルーティングテーブルとパケット配送
•
IP アドレスとネットワー ク
•
IP とルーティングテー ブル
IP アドレスの基本事項
•
IP のエラー処理
ICMP 、生存時 間
本日の課題 本日の課題 本日の課題 本日の課題
1． IP ｖ 4 の IP ヘッダに含まれるものはどれか？（ネ）
２． IP アドレスとルーティングに関する次の記述を読んで
、設問 (1),(2) に答えなさい。
ア．あて先 MAC アドレ ウ．シーケンス番ス
号
イ．あて先ポート番 エ．生存時間号 (TTL)
（ソ午後 IP パケットの転送においては、システムごとに IP パケットの生存時間が決め改）
られている。生存時間は IP パケットがルータを一つ通過するごとに一つずつ 減らされる。生存時間が０になると、 IP パケットが破棄され、送信元に
（ a) を通知する。これは、ルーティングテーブルの不具合によって、 IP パ
ケットの転送が (b) してしまうことを防止するためである。
A 大学の学内 LAN には、 IP アドレス 192.64.10.0/25 が割り当てられている。
この場合のサブネットマスクは (c) であり、ネットワークアドレスは (d) 、ブロードキャストアドレスは (e) である。
(1) (a),(b) に入れる適切な字句を、それぞれカタカナ 3 文字で答えなさ
(2) い。(c) ～ (e) に入れる適切な値を、答えなさい。
