ネットワークまとめPart3（基本情報技術者）

基本情報技術者のネットワークのまとめPart3です。

今回は、TCP/IPについてまとめていきます。

TCP/IPの中核プロトコル

現在のインターネットのデファクトスタンダードは、TCPとIPという２つのプロトコルの組み合わせです。

TCP/IPネットワークを構成する上で中核となるプロトコルが、OSI基本参照モデルのネットワーク層のIPと、トランスポート層のTCPとUDPです。IPはどのようにして経路制御をするかで、TCP、UDPがパケットをどのように運ぶかということを約束事として定義しています。

IPは経路制御を行い、ネットワークからネットワークへとパケットを運んで、相手に届けます。

このIPによって構成されるネットワークはコンピュータの識別のために、IPアドレスという番号を用います。

接続確認を取ることなく、一方的にパケットを送りつける通信のため、通信品質の保証は、TCPやUDPが行います。

TCPでは、通信相手とのコネクションを確立してからデータを送受信するプロトコルです。このコネクションを確立して通信することをコネクション型の通信と言います。

パケットの順序や送信エラーしたときの再送などを制御し、送受信するデータの信頼性を保証します。

UDPは、事前に送信相手との接続確認を取らずに一方的にパケットを送るプロトコルです。このような通信方法をコネクションレス型の通信と言います。

パケットの再送処理などをせず、信頼性が保証されませんが、その分高速です。これは、映像の生配信などのリアルタイム性を重視するときに使われます。

IPアドレスとは、ネットワークの住所のようなものです。TCP/IPのネットワークに繋がれているコンピュータなどの機器をIPアドレスで管理しています。また、IPアドレスは必ず一意で、重複があってはいけません。

IPアドレスは、32ビットの数値で表されています。例としては、

11000000101010000000000100000011

のようなものです。この数値の羅列をわかりやすくするために8ビットずつに分けて、それを10進数で表すと、

11000000 10101000 00000001 00000011 → 192.168.1.3

このように表記します。

IPアドレスには、グローバルIPアドレスと、プライベートIPアドレスがあります。

IPアドレスには、ネットワークアドレス部とホストアドレス部に分かれています。これは、実世界でいうところの、住所と名前に相当するものです。

先程の192.168.1.3のIPアドレスでは、192.168.1の部分がネットワークアドレス部で、3の部分がホストアドレス部のように分かれています。

また、IPアドレスでは使用するネットワークの規模によって、クラスA、クラスB、クラスCというクラスに分けられています。それぞれ、32ビットの何ビットをネットワークアドレス部に割り振るかを規定することで、持つことのできるホストの数を変えています。

クラスA：大規模ネットワーク用。前半の8ビットをネットワークアドレス部、それ以降の24ビットをホストアドレス部としている。割り当て可能なホスト数は16777214台。
クラスB：中規模ネットワーク用。前半の16ビットをネットワークアドレス部、それ以降の16ビットをホストアドレス部としている。割り当て可能なホスト数は65534台。
クラスC：小規模ネットワーク用。前半の24ビットをネットワークアドレス部、それ以降の8ビットをホストアドレス部としている。割り当て可能なホスト数は254台。

また、ホストアドレス部が全て0のアドレスをネットワークアドレス、全て1のアドレスをブロードキャストアドレスといい、このアドレスは割り当てには使えません。