目次
はじめに
現代のITインフラを支えるインターネット。その基盤となる「インターネットプロトコル（IP）」は、ネットワークを扱ううえで欠かせない基本技術です。本記事では、IPアドレス、サブネット、TCP/UDP、IPv6など、ネットワークに必要な基礎知識を分かりやすく解説します。Linux試験（LPIC）や実務に役立つ内容になっています。
IPアドレスとは？
IPv4アドレスの仕組み
IPアドレスは、ネットワーク上で各機器を識別するための番号です。IPv4は以下のような「ドット区切りの10進数」で表されます：
例：192.168.0.1
- 各セグメントは0〜255の範囲（8ビット）
- 全体で32ビット（約42億通り）
IPv6アドレスとは？
IPv6は、IPv4のアドレス枯渇を解決するために登場しました。
例：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
- 128ビット（約340澗＝340兆の兆の兆倍）という膨大な数
- コロン（:）区切りの16進数で表記されます
パブリックIPとプライベートIPの違い
| IP種別 | 説明 | 範囲の例 |
|---|---|---|
| パブリックIP | インターネット上で一意 | グローバルに利用 |
| プライベートIP | LAN内で使用 | 192.168.0.0/16 など |
プライベートIPはNATなどを使ってインターネットと接続します。
サブネットとCIDR表記とは？
ネットワークマスクとCIDR
- ネットワークマスク：IPアドレスのネットワーク部分とホスト部分を分けるためのビットマスク
- CIDR表記：IPアドレスの後にスラッシュとビット数を記載（例：192.168.0.0/24）
| CIDR | ホスト数（理論最大） |
|---|---|
| /24 | 256（実際には254） |
| /16 | 65,536 |
TCP・UDP・ICMPとは？通信の基本プロトコル
TCP（Transmission Control Protocol）
- 接続型
- パケット順序を保証
- 再送制御あり
- HTTP（80番）、HTTPS（443番）、SSH（22番）などで使用
UDP（User Datagram Protocol）
- 非接続型
- パケットの順序や再送保証なし
- 高速通信に適している（DNS、ストリーミング）
- DNS（53番）、NTP（123番）などで使用
ICMP（Internet Control Message Protocol）
- 接続ではなくエラー通知・診断用
- pingコマンドなどで使用される
よく使う代表的なポート番号一覧
| ポート番号 | 用途 | プロトコル |
|---|---|---|
| 22 | SSH | TCP |
| 25 | SMTP | TCP |
| 53 | DNS | TCP/UDP |
| 80 | HTTP | TCP |
| 123 | NTP | UDP |
| 443 | HTTPS | TCP |
IPv6の特徴と利点
- アドレス枯渇の解決
- 自動設定（Stateless Address Autoconfiguration）
- セキュリティの強化（IPsecの標準化）
- ネットワーク構成がシンプルになる
まとめ
インターネットプロトコルは、ネットワークの基本を理解するうえで最も重要な分野です。IPアドレスの種類、サブネット、ポート番号、TCP/UDP/ICMP、さらにはIPv6の特徴を押さえておくことで、ネットワークの構築・トラブルシューティングがスムーズになります。
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