IP
IPはインターネットワーキングのためのネットワーク層プロトコルです。
IPには以下のような役割があります。
IPアドレスによるノードの特定
IPでは、IPアドレスにて宛先ノードや送信元ノードを特定します。
■IPアドレス
IPアドレスは32ビットの数値で、ネットワークアドレスとホストアドレスの2つの部分からなります。
ネットワークアドレスとは、サブネットを識別するためのアドレスです。PCはパケットをルータ向けに送信すべきか判断するために、ネットワークアドレスを使用します。また、ルータはパケットを別サブネットに転送すべきか判断するために、ネットワークアドレスを使用します。
一方、ホストアドレスとは、同一サブネット中のPCを識別するためのアドレスです。
■サブネットマスク
IPアドレス中のネットワークアドレスとホストアドレスの範囲を見分けるには、サブネットマスクを使用します。サブネットマスクも32ビットの数値で、ネットワークアドレスの範囲に1のビットを、ホストアドレスの範囲に0のビットを設定します。
例えば、以下のようにネットワークアドレスとホストアドレスの範囲を見分けます。
■ブロードキャストアドレス
ブロードキャストアドレスは、同一サブネット中のすべてのノードにパケットを送信するために使用するアドレスです。
ホストアドレスのビットがすべて1のアドレスが、ブロードキャストアドレスです。
例えば、サブネット「192.168.0.0」中のすべてのノードにパケットを送信するには、ブロードキャストアドレス「192.168.0.255」を使用します。
プロトコル番号による上位層プロトコルの識別
IPでは、IPヘッダ中のプロトコル番号にて上位層プロトコルを識別します。
以下、プロトコル番号の例です。
| プロトコル番号 | プロトコル |
|---|---|
| 0x01 | ICMP |
| 0x06 | TCP |
| 0x11 | UDP |
例えば以下のように、プロトコル番号が設定されます。
下位層データリンクのMTUに合わせたデータの分割
データリンクの種類により、1回に送信できるデータの最大サイズ(MTU)が決まっています。IPでは、パケットのサイズが下位層データリンクのMTUより大きい場合、パケットを分割して送信します。この機能をフラグメントと呼びます。IPヘッダにはフラグメントに関する情報が設定されるため、受信側でパケットを再組立できます。
例えば以下のように、フラグに分割の有無が、フラグメントオフセットに分割前の位置情報が設定されます。
