ネットワークの基礎｜名前・住所・配送を分けて考える

この分野で身に付けること

• DNS、DHCP、IPアドレス、TCPの役割を、使う場面で説明できる。
• ネットワーク部とホスト部、ビットとバイトを混同せずに扱える。
• 通信時間の問題で、データ量・回線速度・遅延を分けて式にできる。

1. まず通信を四つの役割に分ける

Webサイトを開くとき、利用者は人に分かりやすいドメイン名を入力します。DNSは、その名前に対応するIPアドレスなどの情報を問い合わせる仕組みです。IPアドレスは配送先を表す住所のようなもので、経路を選びながらパケットを届ける判断に使われます。

TCPは、通信の順序や欠落を確認し、必要に応じて再送するための仕組みです。IPアドレスを配るDHCPや、時刻を合わせるNTPと役割が異なります。選択肢に複数の略語が出たら、「何を問い合わせるか」「何を設定するか」「何を保証するか」を言葉にして選びます。

2. サブネットは、住所の共通部分を見る

IPv4アドレスは32ビットです。サブネットマスクやプレフィックス長は、そのうちネットワークを表す部分が何ビットかを示します。たとえば /24 なら先頭24ビットがネットワーク部、残り8ビットがホスト部です。アドレスの見た目だけでなく、どの部分が共通なら同じネットワークかを意識します。

ホスト数や範囲を問う問題では、利用可能なホスト数、ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレスなどの前提が問題文にあるかを確認してください。前提を読まずに「2の何乗」とだけ計算すると、予約されるアドレスを含めるかどうかで答えがずれます。

3. 通信時間は、量を速さで割ってから足す

データを送り始めてから送り終えるまでの時間は、データ量を回線速度で割って求めます。ここではデータ量をビット、回線速度をビット毎秒にそろえる必要があります。バイトで示されたデータは8倍してビットへ直し、MやGなどの接頭語の扱いも問題文の定義に従います。

実際の到着時刻を考える問題では、送信にかかる時間とは別に伝搬遅延や処理遅延が示されることがあります。式に入れる前に、何秒間「回線を使う」のか、何秒間「信号が進む」のかを線で分けると、単位と足し算の理由を確認できます。

用語・考え方の比較

例：10 MBのファイルを80 Mbit/sで送る時間

ここでは 1 MB = 8 Mbit とし、回線の利用効率や伝搬遅延は考えないものとします。

1. データ量をビットにそろえる。10 MB × 8 = 80 Mbit。
2. 時間 = データ量 ÷ 回線速度 として、80 Mbit ÷ 80 Mbit/s = 1秒。
3. 遅延が別に与えられていれば、送信時間と区別して最後に足す。

ここで確認：式の前に単位をそろえれば、Mbit/sで割った答えが秒になることも検算できます。

確認してから、演習へ進む

間違えやすいポイント

• DNSを「通信を暗号化する仕組み」、DHCPを「名前解決」と取り違えない。
• MbpsとMB/s、ビットとバイトを同じものとして計算しない。
• TCPの信頼性を、アプリケーション全体の安全性や暗号化と混同しない。

自分で確かめる三つの手順

1. 表の用語を隠し、目的だけからDNS・DHCP・TCPを言い当てる。
2. アドレスとプレフィックス長を見て、ネットワーク部とホスト部のビット数を書く。
3. 通信時間の式に、データ量・速度・遅延の単位を一つずつ書き添える。

具体的なデータで、手を動かしてみよう

途中の表と解答を照合できる実習です。まず紙に自分の考えを書き、確認問題で条件を変えた場合も考えてみましょう。

• 部署ごとの端末数から、重複しないサブネットを設計する（約20分）