14.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (6)
ARPってなんだったか覚えてますか？「MACアドレスとIPアドレスの関係」でちょこっと登場しました。
ARPとは、IPアドレスからMACアドレスを調べるためのプロトコルです。
「IPアドレスとMACアドレスの関係」でも書いたように、IPアドレスは送りたい人のグループを指定しているだけなので、
実際の通信にはMACアドレスが必要です。
そのため、IPアドレスだけわかっていても、MACアドレスがわからなければ通信はできません。
IPアドレスとMACアドレスの対応はARPテーブルにかかれます。
ARPテーブルは通信するたびにキャッシュをして更新します。
ねこさんのMACアドレスがわからないようなので調べましょう。
ではどのように調べるのかというと、MACアドレスのブロードキャストアドレスを使ったARPを行います。
MACアドレスにもIPアドレスと同じようにブロードキャストアドレスが存在します。
MACアドレスもまた、すべてのビットが1なので、16進数に直すとFF:FF:FF:FF:FF:FFとなります。
このブロードキャストアドレスを使うと、同時に同じセグメントの中のコンピュータすべてと通信ができます。
では、ARPの様子をウサパケさんたちのおつかいのようすで見てみましょう。
ARPでは、コンピュータがARP要求パケットというものをMACアドレスを知りたい人のコンピュータに送ります。
このときパケットには、送信元のIPアドレスとMACアドレス、送信先のIPアドレスが書いてあります。
うさぱけっとさんたちも通信で送られるわけですから、もちろんMACアドレスが必要ですよね。
でも今回はMACアドレスがわからない。ではどうなっているのかというと、MACアドレスのブロードキャストアドレスが書かれます。
ブロードキャストアドレスはみんなと通信をする(ブロードキャストする)ためのアドレスなので、セグメントにいるみんなに送られます。
するとパケットにかかれたIPアドレスが自分のことなのかを確認します。
ねこさん宛のようですね。くまさんは僕はねこさんじゃないよ。と言ってウサパケットさんを破棄します。
パケットが自分宛てであったら、自分のMACアドレスを書き込んだARP応答パケットを送ります。
このとき、うさぱけっとさんの持ち物の中にうささんのMACアドレスが書かれていましたよね。
だからお互いのMACアドレスがこれでわかるので、ねこさんはうささんだけにデータを送ります。
つまりユニキャストです。
こうしてうささんはねこさんのMACアドレスを知ることが出来ました！
おしまい…じゃないのです！
さっき出てきたIPアドレスとMACアドレスの対応表、ARPテーブルにねこさんのMACアドレスを書いて終了です！
キャッシュされるってことですね。
ちなみに…
このARPテーブル、定期的にキャッシュがクリアされて書き直しが行われます。
なぜ書き直しをするのでしょう？
それはIPアドレスが変わりやすいものだからです。
IPアドレスは固定で使う契約をしていないと、プロバイダの方でランダムに書き換えられます。
そのため、前回のIPアドレスと今回のIPアドレスが違うなんてことが起きるため、ARPテーブルは書き換えが行われるのです。
14.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (8)
話をもとに戻して今日はブロードキャストアドレスについてです！
こあくまブログのネットワークをCIDR表記すると、125.6.176.0/24で、このネットワークの中のIPアドレスは全部で２５６ありますが、その中にはホストに割り当てがされないIPアドレスが存在します。
1つは前回勉強したネットワークアドレス。そしてもう１つがブロードキャストアドレスです！
区切られたネットワークの先頭がネットワークアドレス、最後がブロードキャストアドレスです。
ネットワークアドレスは、ホストアドレスがすべて０のアドレスで、小悪魔ブログでいうと125.6.176.0/24のことです。
ブロードキャストアドレスはホストアドレスがすべて１のアドレスで、小悪魔ブログでいうと125.6.176.255のことです。
ここではうささんはブタさんはどこ？と聞いていて、みんなはその言葉を聞いているけどブタさん以外は自分じゃないからムシしていて、ブタさんだけが自分です！と答えていますね。
この、みんなに同時に同じことを聞くことをブロードキャストといいます。
ブロードキャスト(Broadcast)とは、ネットワーク上にいる複数のコンピュータに同時に同じデータを送信することをいいます。
反対に、１対１で通信での通信をユニキャストといいます。これは普段インターネットでのデータ交換で一般的に用いられているものです。
ユニキャストが糸電話なら、ブロードキャストは拡張器です。
ブロードキャストアドレスにはリミテッド・ブロードキャスト・アドレスと、ディレクティッド・ブロードキャスト・アドレスの２つがあります。
リミテッド・ブロードキャスト・アドレスは255.255.255.255で、同じセグメントにいるコンピュータに情報を送ります。
ネットワークにつないだばかりで自分のネットワークアドレスがわからない時に使われます。
他のネットワークにも送られたなら、すべてのネットワークに送られることになってしまうので、他のネットワークには送ることは出来ません。
ディレクティッド・ブロードキャスト・アドレスはネットワークを指定してブロードキャストし、指定したネットワークにいるコンピュータに情報を送ります。
自分のいるセグメントを指定すれば自分のいるセグメントのコンピュータすべてに、他のセグメントを指定すれば、そのセグメントまで、パケットとして送られ、指定したセグメントのルータによってブロードキャストされます。
14.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (2)
ネットワークとは情報の流れる経路であり、ネットワークがたくさん集まって世界規模の大きさになったのがインターネットなのですが、
１つ１つのコンピュータが世界中のコンピュータとそれぞれつながっているのではなく、小さなグループをつくって、
そのグループ同士がつながって大きなネットワークをつくっています。
このちいさなネットワークのグループのことを、セグメントと言います。
LANとは、家や会社などせまい範囲のコンピュータをつないでネットワーク化したものです。
このLANをつないでつないで集まって大きなネットワークがつくられています。
また、キョリの離れているLANとLANをつないでつくったネットワークをWANと言ったりします。
このように、小さなセグメントがあつまって大きなネットワークはつくられています。
では、小さなネットワーク、セグメントの中がどんなふうにグループとしてつながっているのか見てみましょう。
今回は、大まかなせつめいですが、セグメントの中はこんなかんじでつながっています。
ハブにLANケーブルをつなげて、そのLANケーブルを各コンピュータのNICとつなぐことでコンピュータはネットワークに接続されます。
また、ルータを介することによって他のネットワークのコンピュータとつながることが出来ます。
13.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (1)
インターネットって何でしょう？
今回は、むずかしい言葉を使わずに、インターネットって何だ！？ってことを説明してみました。
インターネットのこと、コンピュータのこと何にもわからないけど勉強したい！って人はここから読んでみてくださいっ
その前にネットワークって何でしょう？
ネットワークとは、情報の流れる経路のこと。
糸電話みたいなかんじで、２つ(もしくはそれ以上)をつないだ糸(経路)を情報が流れていく。それがネットワークです。
あなたがコンピュータでこあくまブログを見たり、メールをしたりできるのはネットワークのしくみのおかげなのです。
インターネットとは、その小さなネットワークがたくさん集まって、世界規模になった巨大なネットワークのことをいいます。
今はわたしたちのような普通の人が使っているインターネットですが、始めは軍事目的のためつくられました。
コンピュータって人間には覚えられないような量の情報を保存できて、すごく便利だけど、
そのコンピュータのある場所が攻撃されて、コンピュータが壊れてしまったら集めた情報がなくなってしまいますよね。
また、その当時使われていた通信機能は、ネットワークを管理するメインのコンピュータが壊れてしまうとネットワーク全体の機能が停止してしまうものでした。
情報は戦争においてとても大事なものだったので、それでは困りますよね。
そのため、メインのコンピュータをつくらず、コンピュータを分散させて１つの経路が壊れても他の経路を使って通信ができるようにしました。
それがインターネットの始まりです。
このように、障害が起きてもすぐに他で対応できることが、現在、インターネットが世界中で広く使われている理由の１つなのです。
勉強いっしょにがんばりましょう！
がんばるぞー！おーー！
08.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (2)
CIDRとは、Classless Inter-Domain Routingの略です。
CIDRは最近のIPアドレスの割り当て方式の主流となっています。
クラスの考え方をムシしてIPアドレスを区切って割り当てることができ、その区切られたネットワークを１つのネットワークに集めることが出来ます。
サブネット分割と違うのは、小さく区切ったネットワークを１つにまとめることが出来ることです。
サブネット分割はクラスによって大きなグループにわけたことで余ったIPアドレスを小さなグループにさらに分けて使えるようにするため、CIDRは増えすぎた小さなグループを集めて中くらいのグループにするためのものです。
また、サブネット分割はクラスも考えてIPアドレスの区切っていますが、CIDRにはクラスの概念なく、自由な大きさのネットワークをつくることが出来ます。
では、CIDRがどのようなものなのか、くまさんのお手紙が届けられる様子に例えて見てみましょう！
くまさんがトラさんにお手紙を出すとき、くま村管理ルータにまずお手紙を渡すんでしたよね。
渡されたルータはトラさんのことを知らないので、別の村の管理ルータに手紙を送ります。
どうぶつさんたちのネットワークはこんなかんじでつながっています。
この時、サブネット分割だと、くまさんルータはとらさんルータにどんなルートで渡せばいいかを覚えてなければいけません。
サブネット分割にはサブネットのグループ化がないからです。
だから、いぬさん宛てならいぬさんルータへのルート、ねこさん宛てならねこさんルータへのルート…というように、すべてのネットワークのルートがどこにいるのか知っていなければなりません。
しかし、CIDRを使うと、いぬさんとおおかみさんはイヌ科、ねこさんととらさんはネコ科…というようにグループわけができます。
だから、くまさんはネコ科のグループにはいぬさんを通して…というふうに覚えられるので、ねこさんととらさん両方をいっぺんに覚えられるのです。
サブネット分割でくまさんは5こ覚えなきゃいけないなぁと言っていますが、CIDRなら覚える数は3つです。
もちろん、実際のネットワークはそんなに小さくないので、ルータが覚える数はもっともっと多いです。(2010年現在で33万とか！)
今度は小悪魔ブログのIPアドレスを使って考えてみましょう！
前回、ディレクターズは256のホストがいるサブネットを4つ持っていると説明しました。
その中の１つ、125.6.176.0/24の中に小悪魔ブログのIPアドレスがあります。
もし、サブネット分割であったなら、ディレクターズのIPアドレスのグループとして、４つ覚えなければいけませんよね。
しかし、ディレクターズのIPアドレスはCIDRによって125.6.176.0/22というグループにグループ化されています。そのため、覚えるのは１つになります。
IPアドレスの後ろについている/22はプレフィックス長といい、プレフィックス長を入れた、125.6.176.0/22という書き方をCIDR表記といいます。
プレフィックス長はネットワークアドレスを長さを表しています。
ネットワークアドレスは１で示されるので、/22は、1が22こ続けてならんでるよってことです。
なので、125.6.176.0～125.6.179.0は、ネットワークアドレスの長さであるプレフィックス長で考えると、125.6.176.0/22となります。
08.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (4)
IPアドレスは日本では、インターネットレジストリのJPNICがISPに割り振りして、割り振られたIPアドレスをサブネットに切り分けて、個人や会社や団体へと貸し出しという形で割り当てをしています。
ここでちょこっと小話。この割り振りと割り当て。同じようで意味が違うんですって。
割り振りは全体を与える相手に応じた分にわけて確保させること。割り振られた人はそれをさらに分配するので使うためにもらうのではありません。
割り当ては全体を分けて使いたい人に配ることです。割り当てられた人は使うためにもらいます。
さて、サブネットに分けて割り当て…と言っても、一番小さなクラスCでも256個のIPアドレスを貸し出すことになってしまいます。
しかし、256個ももらっても余ってしまったり…
そこで、サブネット分割の出番です！
サブネット分割とは、ホストアドレスから数bit借りて、ネットワークアドレスであると定義することで、
ネットワーククラスで区切ったサブネットよりさらに小さなサブネットをつくれるようになったのです。
ここまでをケーキで例えるならこんなかんじです。
足されたお皿をサブネットアドレスと呼びます。
なので、サブネット分割されたIPアドレスはネットワークアドレスとサブネットアドレスとホストアドレスの３つからできています。
前回、小悪魔ブログはデフォルトサブネットマスクではクラスAでネットワークアドレスは125.0.0.0だと書きましたが、
小悪魔IPアドレスを持つ、ディレクターズでもこのサブネット分割されたIPアドレスを割り振られています。
ディレクターズに割り振られているIPアドレスのサブネットマスクは255.255.252.0なので、
小悪魔ブログのネットワークアドレスは125.0.0.0ではなく、125.6.176.0/22となります。
ディレクターズは256のホストがいるサブネットを4つ持っています。
なので、小悪魔ブログも125.6.176.0/22のサブネットの1024のホストの内の1つです。
ネットワーククラスのデフォルトサブネットマスクでつくられる大きなネットワークは今はほとんど使われておらず、
サブネット分割によって小さなネットワークに分けられています。
こうすることで、割り当ててもらったけど余ってしまったIPアドレスを貸し出しすることができるようになりました。
つづきます！
(※割り振りと割り当ての違いについてを追記しました。)
08.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (2)
サブネットマスクとは、IPアドレスをネットワークアドレスとホストアドレスにわけるための数値です。
前回のケーキで考えると、ケーキを切り分けてお皿とフォークの数を決めるのがサブネットマスクです。
マスクとは、0と1だけをつかう計算で、特定のbitをonにしたりoffにしたりするためにつかうビットパターンのことをいいます。
コンピュータは0と1だけの2進数を使っていましたよね。
サブネットマスク値はネットワークアドレスを１、ホストアドレスを0として考え、
IPアドレスと同じ32bitで、２進数を10進数になおして表記します。
サブネットマスクはオクテットごとに0と1が並びます。
オクテットとは８bitのことです。
だから、10101010.なんて並び方はしません。
前回、ネットワーククラスを勉強しましたが、クラスを分けるサブネットマスクを、デフォルトサブネットマスクといいます。
デフォルトサブネットマスクはクラスごとにあらかじめ決められているサブネットマスクです。
小悪魔ブログのIPアドレスを例に見てみましょう。
小悪魔ブログは１２５.６.１７６.３２なので０.０.０.０〜１２７.０.０.０のIPアドレスのクラスのクラスAです。
なので、デフォルトサブネットマスクは２２５.０.０.０です。
1はネットワークアドレスであることをあらわしているので、125のオクノットはネットワークアドレス部です。なので、小悪魔ブログのネットワークアドレスは125.0.0.0になります！
しかし、ネットワーククラスには問題点があります。
つづきます！
08.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (0)
ではIPアドレスはどうやってグループ分けをしているのでしょうか？
IPアドレスはネットワークアドレスとホストアドレスにわけることができます。
さらにこのネットワークアドレスにはAからEのネットワーククラスというものが存在します。
今回はふつうに使われるA〜Cのクラスを勉強しました。
IPアドレスをクラスごとにわけると、クラスAが２分の１、クラスBが４分の１、クラスCが8分の１を占めます。
クラスAは１bit目が０で始まるIPアドレスの集まりです。
０.０.０.０〜１２７.０.０.０までで全体の半分を占めるクラスです。
ケーキでいうならこんなかんじ。
ケーキがIPアドレス、お皿がネットワーク、フォークがホストです。
クラスBは最初の２bitが１０で始まるIPアドレスの集まりです。
１２８.０.０.０〜１９１.２５５.２５５.２５５までで全体の４ぶんの１です。
ケーキで言うならこんなかんじ。
クラスCは最初の３bitが１１０で始まるIPアドレスの集まりです。
１９２.０.０.０〜２２３.２２５.２２５.２２５までで、全体の８分の１です。
ケーキならば！
このIPアドレスケーキを分けてお皿とフォークの数を決めているのは何でしょう？
それはサブネットマスクです！
つづきます！
08.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (2)
IPアドレスがグループわけに使われているということがわかったところで、
どんな風にIPアドレスとMACアドレスが使われているのか、くまさんのお手紙(データ)がどう流れていくか見てみましょう！
くまさんがうささんにお手紙(データ)を書いたようです。
くまさんはくま村、うささんはうさ村なのでグループが違うためMACアドレスだけでは通信できません。
なので、くまさんはうささんのIPアドレスを宛先に書きます。
くまさんはまず、村の管理ルータにお手紙を送ります。
くま村の管理ルータさんは宛先にかかれたIPアドレスを見て、自分のIPアドレスと違うので、
知らないなぁーと言っています。
あれ？宛先にMACアドレスも書いてあるけどくま村管理ルータのMACアドレスのようですね。
くまさんがくま村管理ルータに送るためにかいたものです。
くまさんはくま村管理ルータによって管理されています。
だからくまさんとくま村管理ルータは同じグループにいるのでMACアドレスによって通信ができちゃうのです。
ここでなぜMACアドレスがかかれているのかというと、もし、うささんのMACアドレスが書かれていたら、
その手紙は完全にうささん宛てになります。
だからくま村管理ルータはまったく受け取りません。
IPアドレスが使われている理由は手紙をうささんのグループに送るためです。
管理ルータでは、宛先のIPアドレスを見て、自分の管理しているIPアドレスなのか違うのか？を見てうささんのグループまでバケツリレーします。
このとき、ルータさんたちは自分宛てではないと受け取ってくれません。
だから、とりあえずあなたに送るねってルータさんのMACアドレスをかいておくのです。
つまり、MACアドレスは経由地、IPアドレスは最終目的地が書かれるのです！
次はネコ町管理ルータに手紙をまわしたようです。
宛先のIPアドレスは変わっていませんが、MACアドレスが変わっていますね。
これはくま村管理ルータがねこ町の管理ルータに送って受け取ってもらうために書き直したからです。
IPアドレスが変わらないのは最終目的地がうささんの所だからです。
ねこ町管理ルータで手紙を受け取ったものの、IPアドレスが自分の管理下ではないようです。
間に色々な管理ルータをはさんで、うさ村の管理ルータにたどり着いたようです。
ここで宛先に書かれているのは、もちろんIPアドレスはうささんの、MACアドレスはうさ村管理ルータのものです。
うさ村管理ルータがIPアドレスを見て自分の管理下だと言っていますね。
ここでまた、MACアドレスの書き換えです。
うさ村管理ルータでは、このIPアドレスの管理をしているようです。
ルータはIPアドレスとMACアドレスの対応表を持っています。
これはARPというプロトコルでIPアドレスからMACアドレスを調べます。
こうして、うさ村管理ルータは対応するMACアドレスを宛先に書いてうささんへと送るのです。
つづきます！
06.09.10 / インターネットとは？ / Author: aico / Comments: (0)
実はMACアドレスだけでも通信はできるのです。
うささんとくまさんとねこさんがデータのやりとりしようよ！となったら、うささんはくまさんとねこさん２人分のMACアドレスを知っていればいいのです。そしてこの３人の間にはIPアドレスは必要ないのです。
ならなぜIPアドレスは必要なのでしょうか？
ネットワークを使うのがうささんとくまさんとねこさん。３人だけならいいのです。
でもネットワークを使っているのは３人ではありません。１０００人、１億人、もっと？
じゃぁおくりたい人のMACアドレスを調べればいいじゃん！と思っても、３人しかいなくて２人に聞くのなら２人だけに聞くだけだからカンタンらくちん♪だけど、ネットワーク内にはたくさんの人がいるのです。
もしそのなかでくまさんはドコ？なんて聞くなら、うささんはくまさん１人を探すためにネットワーク内にいるすべての人に君はクマさん？なんて聞かなきゃならない。そんなの効率悪すぎ！ですよネ。
そこでIPアドレスが登場します！
実はIPアドレス、グループわけができるのです。
うさぎならうさぎ村、くまならくま村、ネコならネコ町…このグループ化のしくみはまた次回説明しますが、IPアドレスのグループ化によって効率よくアドレスをわけることができるようになるのでIPアドレスが使われるようになりました。
でも、せっかくMACアドレスがあるんだから、IPアドレスなんてつくってアドレスを2つにするより、MACアドレスでグループ化すればいいじゃん！と思う人もいるかもしれません。
MACアドレスはベンダーコードと製品コードからできています。
ベンダーコードとは製品の販売会社の番号です。
だから、例えばうさぎ村でも、うさぎ社のコンピュータ、ねこ社のコンピュータ、くま社のコンピュータ…いろんな会社のコンピュータをつかっているうさぎさんが存在するわけです。
そうなるともうMACアドレスはみんなそれぞれバラバラ。
MACアドレスには規則性がないのでグループ化ができないのです。
IPアドレスによってグループ化することで、MACアドレスを知らなくても通信がカンタンにできるようになったのです。
つづきます！