3分間ネットワーク備忘録 第１０回

概要

引き続き３分間ネットワークについて、
学習の備忘録を書いていきます。

今回は、
- 第２３回
- 第２４回
- 第２５回
- 第２６回

あたりをまとめていきたいと思います。

プライベートアドレス

前回の記事でIPアドレスにはネットワーク部分とホスト部分が
あるということを話しました。

このネットワーク部分はネットワーク上で一意出ないといけないという話もありましたが、
このアドレスの中、勝手に使って良いプライベートアドレスという範囲があります。
このアドレスに関する通信は、ルータが外のネットワークには出さない、という仕様になっているため、
ローカル内のアドレスとして勝手に使って良いというふうになっています。

サブネットマスク

実際はホスト部を一つずつデバイスに振っていくのは現実的ではないため、
ホスト部をサブネット番号とホスト部と分けることで階層構造を作り管理をしやすくしています。

このとき、どこまでがサブネットなのかを宣言するのがサブネットマスクです。

サブネットマスクは例えば
11111111 11111111 11111100 00000000
みたいな感じになっており、１が立っているところがネットワーク部として扱われます。

通信時に必要な４つのアドレス

少しおさらいが入りますが、例えば使用プロトコルはIP、使用アーキテクチャはイーサネットとします。
この構成でのLANでのデータ転送におけるカプセル化は、

レイヤ４ー＞レイヤ３へのデータのセグメント化、
レイヤ３ー＞レイヤ２へのパケット化（セグメントにIPヘッダをつけること）
レイヤ２ー＞レイヤ１での、イーサネットヘッドとトレーラを付加すること。

からなっています。

この時、IPヘッダは

• 送信元のIPアドレス
• 送信先のIPアドレス

イーサネットヘッダは、

• 送信元のMACアドレス
• 送信先のMACアドレス

を持っています。

これらが少なくともデータのやりとりに必要な４つのアドレスになります。

これらのアドレスをどうやって取得するか

送信元のMACアドレス

これは簡単です、NICに書いてあるのでそれを取得します。

送信元のIPアドレス

静的アドレスとして打ち込む、もしくは動的アドレスを聞きます。
このとき、動的アドレスを聞く時は通信を発生させて聞くことになるが、
この通信をDHCPと呼びます。

送信先のMACアドレス

ARPというプロトコルをつかいます。

送信先のIPアドレス

DNS サーバに要求します。

DHCP

DHCPサーバがDHCPクライアントに対して動的IPアドレスを振っています。
先ほど出てきたプライベートアドレスである、
192.168.1.1 ~ 192.168.1.254 に関しては使って良い、というようにDHCPサーバが取り決め、
この範囲から各ホストに対してIPアドレスを割り当てます。

DHCPサーバに対して自身のIPアドレスを聞くときに送るメッセージをDHCPメッセージと呼びますが、
これはブロードキャスト通信です。つまり全員に送ります。

理由はクライアントは誰に送れば良いか知らないからです。ブロードキャスト通信では宛先を
ブロードキャストアドレスである255.255.255.255に送ります。

ARP

先ほど少し言及したように、ARPは宛先のMACアドレスを知るための通信でした。
流れとしては後で出てくるDNSが宛先IPアドレスを教えてくれた後、これを用いて宛先IPのMACアドレスを
取得するのがこのARPになります。
ARPに関しても先ほどのDHCPと同じようにブロードキャスト送信を行います。

ここで、ルータはブロードキャスト通信をフィルタリングし、外のネットワークに出ていかないように
フィルタリングを行う働きがありましたが、ではどうやってルータの先にあるMACアドレスを取得するのでしょうか？

これは先で記述されるデフォルトゲートフェイ
によって解決されます。

まとめ

今回はレイヤ３、レイヤ２がLANで通信を行うときに必要となる
４つのアドレスについて書きました。
その後、それらのアドレスがどのように通信時に取得されるのかを

• DHCP
• ARP

という二つのプロトコルで解説しました。
（DNSについてはもっと詳しく後で出てきます。）

今回はこの辺で。

終わり。