ネットワーク層のプロトコル―サブネットマスクとはや計算方法、icmpなど。

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サブネットマスクとは何かや計算方法、ブロードキャストアドレスへICMP（Pingコマンド）を実行するとどうなる？などの話題も含めて、ネットワーク層のプロトコルについてまとめています。

1. IPアドレス
2. サブネットアドレス
3. サブネットマスク
4. 物理アドレス
5. ルーティング
6. ユニキャスト
7. ブロードキャスト
8. マルチキャスト
9. ICMP（Internet Control Message Protocol）
10. CIDR（Classless Inter Domain Routing）
11. IPv6

もっと知識を広げるための参考
 更新履歴

1. IPアドレスとは

IPアドレスとは何か？IPアドレスの基礎知識、第4オクテットやスラッシュの意味、グローバルIPアドレスの確認方法など、IPアドレスについてわかりやすくまとめています。

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2. サブネットアドレス

インターネットという世界レベルの大きなネットワーク、社内のプライベートなネットワークなどネットワークも種類かありますが、ネットワークをさらに複数の小さなネットワークに分割したネットワークのことをサブネットといいます。そして、サブネットのアドレスをサブネットアドレスといいます。

3. サブネットマスク

サブネットマスク（subnet mask）は、32ビットのIPアドレスの内、どこまでがサブネットワークのアドレスかを示す値です。サブネットマスクとは何かとサブネットマスクの計算方法についてまとめています。

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4. 物理アドレス

物理層では、データの0や1を電圧や光のパルスに変換して物理的な通信媒体に流し込みます。直接接続された機器間でもアドレスが利用され、これを物理アドレスといいます。

物理アドレスは、MACアドレスまたはハードウェアアドレスとも呼ばれます。

5. ルーティング

ルーティングとは、宛先IPアドレスのホストまでパケットを届けるための経路制御機能です。

6. ユニキャスト

ユニキャストとは、「1」を意味する「Uni」と、「投げる」を意味する「Cast」の組み合わせであることからわかるように、1対1通信のことを意味する用語です。

7. ブロードキャスト

ブロードキャストは、英語のbroadcastの訳で「同時通報」と言う意味の単語です。ネットワークの用語では、不特定多数に同じ情報を同時に送ることをいいます。

ブロードキャストフレーム

同一セグメント内の全てのノードに対して、送信元が一度の送信でデータを伝送することをブロードキャストフレームといいます。

ブロードキャストアドレスへICMP（Pingコマンド）の実行

例えば、ネットワークセグメント192.168.103.0/24の場合、ブロードキャストアドレスは192.168.103.255になり、以下はブロードキャストアドレスへICMP（Pingコマンド）の実行結果の例になります。

$ ping -b -c 3 -t 3 192.168.103.255
WARNING: pinging broadcast address
PING 192.168.103.255 (192.168.103.255) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.103.123: icmp_seq=1 ttl=255 time=5.01 ms
64 bytes from 192.168.103.123: icmp_seq=2 ttl=255 time=5.02 ms
64 bytes from 192.168.103.123: icmp_seq=3 ttl=255 time=5.00 ms

最近はセキュリティの関係でほとんどの機器が応答を返さないようになっていますが、プリンタなどの機器に設定したIPアドレスなど、同じネットワークセグメントで応答するホストの結果が表示されます。

ブロードキャストに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではブロードキャストに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成30年秋問33 ブロードキャストフレーム―応用情報技術者午前

8. マルチキャスト

マルチキャストは、ブロードキャストと同様に複数のホストへ通信を行いますが、通信先を特定のグループに限定しています。

9. ICMP（Internet Control Message Protocol）

ICMPは、エラー通知や通信状態の診断を行なうためのIP層のプロトコルです。 IPv4において、IPパケットで送られているデータが、ICMPメッセージであることはIPヘッダのプロトコル番号で識別できます。

ICMP（Internet Control Message Protocol）に関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではICMP（Internet Control Message Protocol）に関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成30年春問18 IPパケットで送られているデータ―情報処理安全確保支援士（SC）午前Ⅱ

10. CIDR（Classless Inter Domain Routing）

CIDRは「クラスに縛られない組織間の経路制御」を意味する用語で読み方は「サイダー」といいます。組織間のルーティングプロトコルであるBGPがCIDRに対応することで、クラスに縛られずにIPアドレスが配布できるようになりました。

CIDRを適用することによって、連続する複数のクラスCアドレスを、1つの大きなネットワークとして扱うことが可能になります。 CIDRにより、現在のIPのアドレス空間を有効利用できるようになると同時に、経路情報を集約し圧縮することが可能になります。

11. IPv6

IPv6は、IPv4アドレスの枯渇問題を根本的に解決するために標準化され、利用が始まったインターネットプロトコルです。

もっと知識を広げるための参考

もっと知識を広げるための参考です。