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◆IPデータグラムとIPヘッダ
※動作確認は、Cisco2500、Cisco1710、Cisco1720、Cisco1721、Cisco2611、Cisco2650、Cisco3620シリーズのルータ、Catalyst2900、Catalyst2950シリーズのスイッチなどで確認しています。コマンド、出力結果、動作は、機種、IOSのバージョンで異なる場合があります。
資格取得が就職、転職、派遣に有利なのは確かですが、「資格＝即戦力」とは言えません。実機を操作して資格取得と同時に就職・転職・派遣後に求められるエンジニア（仕事・ジョブ・ワークの達人）としての即戦力を養いましょう。
◆IPデータグラムとIPヘッダ
通信相手のアドレス情報を取得した後は、実際にデータを含んだパケットを送り出してゆくわけですが、IP層から送り出されるパケット（IPデータグラム）は、IPヘッダとデータからなっています。
ここでは、IPデータグラムとIPヘッダについて説明してゆきます。
●IPデータグラム
IPヘッダの基本ヘッダ部分は、20バイト（160bit）で構成されています。オプションは、必ず付けなければならないというものではありません。
●IPヘッダ
IPヘッダ内の各フィールドの情報について説明してゆきます。
IPヘッダは、基本ヘッダのサイズが20バイトなので、標準で20バイトです。これにオプションを付けると20バイトを超えることになりますが、全体のサイズは、必ず4の倍数のバイト数になるように調整されるようになっています。
| 0 |
15 |
16 |
31 |
バージョン
（4ビット） |
ヘッダ長
（4ビット） |
TOS
（8ビット） |
パケット長
(16ビット) |
識別番号
(16ビット) |
フラグ
(3ビット) |
フラグメントオフセット
(13ビット) |
TTL
(8ビット) |
プロトコル番号
(8ビット) |
ヘッダチェックサム
(16ビット) |
送信元IPアドレス
(32ビット) |
宛先IPアドレス
(32ビット) |
| オプション |
パディング |
|
| ←―― |
32ビット |
――→ |
各フィールドの説明は、以下の通りです。
１．バージョン（4bit）
「4」であれば、IPv4、「6」であれば、IPv6であることを示します。
| プロトコル番号 |
プロトコル |
| 4 |
IPv4 |
| 6 |
IPv6 |
| 7 |
TP/IX |
| 8 |
PIP |
| 9 |
TUBA |
２．ヘッダ長（4bit）
IPヘッダーの長さを示します。
３．TOS：サービスタイプ（8bit）
TOS（Type of Service）ビットには、IPパケットの優先順位を決めるための数値が格納されます。
４．パケット長（16bit）
IPヘッダとデータを含めたパケット全体の長さ示します。
次の3つの情報、「識別番号」、「フラグ」、「フラグメントオフセット」は、データの分割と組み立てに関わる情報です。
５．識別番号（16bit）
大きなデータを運ぶ時、ネットワークの境界で、MTUのサイズを超えてしまう場合があります。このデータを送るには、複数のパケットにに分割して送る必要があります。その際、もとは同じで分割されたデータなのか、全く別のデータなのかを識別するために使用します。
分割されたデータのIPヘッダ内の「識別番号」には、全て同じ値が入ります。「識別番号」が同じであれば、もとのデータは、もともとは、1つのデータであったことが分かります。
６．フラグ（3bit）
IPパケットの分割を制御する時に使用されます。
| ビット番号 |
意味 |
| ビット0 |
予約（未使用） |
| ビット1 |
分割を許可するかしないかを表す値 |
| 0 ・・・ 分割可 |
| 1 ・・・ 分割不可 |
| ビット2 |
フラグメントが最後かどうかを表す値 |
| 0 ・・・ 最後のフラグメントであることを示す。 |
| 1 ・・・ 後続のパケットが存在することを示す。 |
７．フラグメントオフセット（13bit）
分割されたパケットが、元のデータでは、どこの位置にあるのかを表します。単位は8オクテットで、最大8×8,192（213）＝65,536オクテットになります。
８．TTL：生存時間（8bit）
TTL（Time to Live）は、生存時間です。ルータを経由する度に基本的には、1づつ減ってゆき、0になった時点でパケットが破棄されるようになっています。
９．プロトコル（8bit）
IPの上位層プロトコルを表し、次のプロトコルが定義されています。
| プロトコル番号 |
プロトコル |
| 0 |
予約 |
| 1 |
ICMP |
| 4 |
IP |
| 5 |
ST（データストリーム |
| 6 |
TCP |
| 17 |
UDP |
| 46 |
RSVP |
| 88 |
IGRP |
１０．ヘッダチェックサム（16bit）
IPパケットに誤りがないかどうかをチェックするためにあります。TTL値は、ルータを経由する度にTTL値が変わるので、ルータを経由する度に、各ルータで再計算されます。
めにあります。
１１．送信元IPアドレス（32bit）
送信元のIPアドレスが入ります。
１２．宛先IPアドレス（32bit）
宛先のIPアドレスが入ります。
１３．オプション（可変）
IPパケットに付加するオプションを指定します。
１４．パディング：Padding（可変）
オプションを指定した場合、長さが32ビット（4バイト）の倍数のバイト数になるように0で穴埋め（パディング）をして調整するために使用します。
「プライベートIPアドレス」 ← 前項 ｜ 次項 → 「MTUとデータ分割」
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