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    Windows 7を学ぶオタク学校 - IPアドレッシングの基礎

    今回のGeek Schoolでは、IPアドレッシングがどのように機能するのかを見ていきます。また、通信しているデバイスが同じネットワーク上にあるかどうかをPCが判断する方法など、高度なトピックについても説明します。次に、2つの名前解決プロトコル（LLMNRとDNS）について簡単に説明します。.

    Windows 7で、このGeek Schoolシリーズの以前の記事を必ずチェックしてください。

    • ハウツーオタク学校の紹介
    • アップグレードと移行
    • デバイスの設定
    • ディスクの管理
    • アプリケーションの管理
    • Internet Explorerを管理する

    そして、このシリーズの残りの部分を一週間中お楽しみに。.

    IPの基礎

    カタツムリメールで手紙を送るとき、あなたはあなたがメールを受け取りたい人のアドレスを指定しなければなりません。同様に、あるコンピュータが別のコンピュータにメッセージを送信するときには、メッセージの送信先アドレスを指定する必要があります。これらのアドレスはIPアドレスと呼ばれ、通常は次のようになります。

    192.168.0.1

    これらのアドレスはIPv4（インターネットプロトコルバージョン4）アドレスであり、最近のほとんどのものと同様に、コンピュータが実際に見ているものに関する単純な抽象概念です。 IPv4アドレスは32ビットです。つまり、32個の1と0の組み合わせが含まれています。コンピュータは上記のアドレスを次のように表示します。

    11000000 10101000 00000000 00000001

    注：各10進オクテットの最大値は（2 ^ 8） - 1で、255です。これは、8ビットを使用して表現できる組み合わせの最大数です。.

    IPアドレスをそれと同等のバイナリに変換したい場合は、以下のように単純なテーブルを作成することができます。次に、IPアドレスの1つのセクション（厳密にはオクテットと呼ばれる192など）を取り出し、10進数からテーブルのヘッダーにある数字を引くことができるかどうかを左から右に移動します。 2つの規則があります。

    • テーブルのヘッダーの番号が自分の番号以下の場合は、列に1を付けます。新しい番号は、列のヘッダーの番号を引いた番号になります。たとえば、128は192よりも小さいので、128の列に1とマークします。その後、192 - 128、つまり64です。.
    • 数があなたが持っている数よりも大きいならば、0でそれをマークして次に進んでください.

    これは、192.168.0.1というアドレス例を使用した場合の外観です。

    128 64 32 16 8 4 2 1
    1 1 0 0 0 0 0 0
    1 0 1 0 1 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 1

    上記の例では、最初の192オクテットを取得し、128の列に1とマークしました。その後、2番目の列と同じ64で、1とマークしました。 64 - 64 = 0なので、0が残りました。つまり、残りの行はすべてゼロでした。.

    2行目では、2番目のオクテット168を選びました。128は168より小さいので、1でマークし、40で残しました。64は40より大きく、0でマークしました。 3列目、32は40未満だったので、1とマークし、8としました。16は8より大きいので、0とマークしました。 0なので、残りの列は0でマークされました。.

    3番目のオクテットは0で、0になるものは何もないので、すべての列にゼロをマークしました。.

    最後のオクテットは1であり、1以外は1に入ることはできません。そのため、1とマークする1sの列に到達するまで、すべての列に0とマークを付けました。.

    サブネットマスク

    注：サブネットマスキングは非常に複雑になる可能性があるため、この記事の範囲ではクラスフルサブネットマスクについてのみ説明します。.

    IPアドレスは、ネットワークアドレスとホストアドレスの2つの要素で構成されています。サブネットマスクは、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分けるためにコンピュータによって使用されるものです。サブネットマスクは通常次のようになります。.

    255.255.255.0

    これはバイナリでは次のようになります.

    11111111.11111111.11111111.00000000

    サブネットマスクでは、ネットワークビットは1で示され、ホストビットは0で示されます。上記のバイナリ表現から、IPアドレスの最初の3オクテットはデバイスが属するネットワークを識別するために使用され、最後のオクテットはホストアドレスに使用されることがわかります。.

    IPアドレスとサブネットマスクが与えられると、私たちのコンピュータはビットごとのAND演算を実行することによってデバイスが同じネットワーク上にあるかどうかを知ることができます。たとえば、

    • computerOneがcomputerTwoにメッセージを送りたいです.
    • computerOneのIPアドレスは192.168.0.1、サブネットマスクは255.255.255.0です。
    • computerTwoのIPは192.168.0.2、サブネットマスクは255.255.255.0です。

    computerOneは最初に自身のIPとサブネットマスクのビット単位のANDを計算します.

    注：ビット単位のAND演算を使用する場合、対応するビットが両方とも1の場合、結果は1になり、それ以外の場合は0になります。.

    11000000 10101000 00000000 00000001
    11111111 11111111 11111111 00000000

    11000000 10101000 00000000 00000000

    それはそれからcomputerTwoのためにビットごとのANDを計算します.

    11000000 10101000 00000000 00000010
    11111111 11111111 11111111 00000000

    11000000 10101000 00000000 00000000

    ご覧のとおり、ビット単位の操作の結果は同じです。つまり、デバイスは同じネットワーク上にあります。.

    クラス

    あなたがおそらく今までに推測したように、あなたが持っているあなたが持っているサブネットマスクが少ないホスト（0）より多くのネットワーク（1）があるほど。あなたが持つことができるホストとネットワークの数は3つのクラスに分けられます.

    ネットワーク サブネットマスク ネットワーク ホスト
    クラスA 1-126.0.0.0 255.0.0.0 126 16 777 214
    クラスB 128-191.0.0.0 255.255.0.0 16 384 65 534
    クラスC 192-223.0.0.0 255.255.255.0 2 097 152 254

    予約範囲

    あなたは127.x.x.xの範囲が除外されていることに気づくでしょう。これは、範囲全体があなたのループバックアドレスと呼ばれるもののために予約されているからです。あなたのループバックアドレスは常にあなた自身のPCを指しています.

    169.254.0.xの範囲もAPIPAと呼ばれるもののために予約されており、これについてはシリーズの後半で説明します。.

    プライベートIP範囲

    数年前までは、インターネット上のすべてのデバイスには固有のIPアドレスがありました。 IPアドレスが不足し始めると、NATと呼ばれる概念が導入されました。これは、私たちのネットワークとインターネットの間に別の層を追加しました。 IANAは、各クラスのIPから一定範囲のアドレスを予約することにしました。

    • クラスAからの10.0.0.1 - 10.255.255.254
    • クラスBからの172.16.0.1 - 172.31.255.254
    • クラスCの192.168.0.1 - 192.168.255.254

    それから世界の各機器にIPアドレスを割り当てる代わりに、あなたのISPはあなたに単一のIPアドレスを割り当てられるNATルータと呼ばれる機器を提供します。その後、最適なプライベートIP範囲からデバイスのIPアドレスを割り当てることができます。 NATルーターはNATテーブルを管理しインターネットへの接続を代理します.

    注：NATルータのIPアドレスは通常DHCPを介して動的に割り当てられるため、通常はISPの制約によって変わります。.

    名前解決

    FileServer1のような人間が読める名前を覚えておく方が89.53.234.2のようなIPアドレスを覚えるよりも簡単です。 DNSのような他の名前解決ソリューションが存在しない小規模なネットワークでは、FileServer1への接続を開こうとすると、コンピュータはマルチキャストメッセージを送信できます（これはネットワーク上の各デバイスにメッセージを送信するのにいい方法です）。 FileServer1がだれであるか尋ねます。この名前解決方法はLLMNR（Link-lock Multicast Name Resolution）と呼ばれます。これは家庭や小規模企業のネットワークには最適なソリューションですが、最初は何千ものクライアントへのブロードキャストに時間がかかり過ぎるため、あまりうまくいきません。ブロードキャストは通常​​ルータを通過しないため.

    DNS（ドメインネームシステム）

    スケーラビリティの問題を解決するための最も一般的な方法はDNSを使用することです。ドメインネームシステムは、特定のネットワークの電話帳です。巨大なデータベースを使用して、人間が読めるマシン名をその基礎となるIPアドレスにマッピングします。 FileServer1への接続を開こうとすると、あなたのPCはあなたが指定したDNSサーバにFileServer1が誰であるかを尋ねます。その後、DNSサーバーは、あなたのPCが接続できるIPアドレスで応答します。これは、世界最大のネットワークで使用されている名前解決方法でもあります。インターネット.

    ネットワーク設定を変更する

    ネットワーク設定アイコンを右クリックして、コンテキストメニューから[ネットワークと共有センターを開く]を選択します。.

    左側にある「アダプター設定の変更」ハイパーリンクをクリックします。.

    次に、ネットワークアダプタを右クリックして、コンテキストメニューから[プロパティ]を選択します。.

    今インターネットプロトコルバージョン4を選択してから、プロパティボタンをクリックしてください.

    ここで、「次のIPアドレスを使う」のラジオボタンを選択して、静的IPアドレスを設定できます。上記の情報を使用して、IPアドレスとサブネットマスクを入力できます。すべての目的と目的のためのデフォルトゲートウェイは、あなたのルーターのIPアドレスです。.

    ダイアログの一番下近くにあなたのDNSサーバーのアドレスを設定することができます。自宅にはおそらくDNSサーバーがありませんが、ルーターには小さなDNSキャッシュがあり、ISPにクエリを転送することがよくあります。あるいは、GoogleのパブリックDNSサーバー8.8.8.8を使用することもできます。.

    宿題

    • 今日の宿題はありませんが、これは長いものでしたので、もう一度読んでください。まだ詳しい情報を探しているのであれば、CIDR（Classless Interdomain Routing）と呼ばれる高度なネットワーキングの主題について調べることができます。.

    質問がある場合は@taybgibbにツイートするか、コメントを入力してください。.

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