network:mac_and_ipv4_and_v6 [ともやん・どっと・ねっと]

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======  MAC と IPv4 と IPv6 について ======

===== MAC アドレス (48 ビット - 6 バイト) =====
<html>
    <style>
        #oui_list .col0 {
            white-space: nowrap;
        }
        #oui_list .col2 {
            white-space: nowrap;
        }
        #oui_list {
            margin-left: 18px;
        }
        #mac_address p {
            margin: 0;
        }
        #mac_address {
            margin: 0 0 1.4em 0;
        }
        #mac_address table {
            margin: 0;
            width: 0px;
        }
        #mac_address div.table {
            margin: 0;
        }
    </style>
</html>
<WRAP #mac_address>
ハードウェア製造時に機器を識別するために割り当てられるハードウェアアドレス。\\
例: 68:9C:70:12:23:34\\
ルーター、LANカード、Wifi機器などに組み込まれて出荷される。\\
^  上位24ビット(3 バイト)  ^^^^^^  下位24ビット(3 バイト)  ^^^^^^
|  OUI(Organizationally Unique Indentifier)\\ IEEE が決めたアドレス\\ ※メーカー固有  ||||||  製品番号\\ メーカーが決めたアドレス  ||||||
|  68  |  :  |  9C  |  :  |  70  |  :  ||  12  |  :  |  23  |  :  |  34  |
※ OUI [[http://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt|IEEE OUI List]]\\ <WRAP #oui_list 710px>
|68-9C-70|Apple, Inc.\\ 1 Infinite Loop\\ Cupertino  CA  95014\\ US|00-1F-67|Hitachi,Ltd.\\ Minamioi 6-27-18, Shinagawa-ku\\ Tokyo  Tokyo  140-8572\\ JP|
|DC-FB-02|BUFFALO.INC\\ AKAMONDORI Bldg.,30-20,Ohsu 3-chome\\ Naka-ku,Nagoya  Aichi Pref  460-8315\\ JP|4C-ED-FB|ASUSTek COMPUTER INC.\\ 15,Li-Te Rd., Peitou, Taipei 112, Taiwan\\ Taipei  Taiwan  112\\ TW|
</WRAP>
※ OSI モデルの2層目(レイヤー2)で使用される。\\
</WRAP>

===== OSI(Open System Interconnection) モデル =====
^  OSI  ^  レイヤー  ^  送受信単位  ^  主要機器  ^
|  アプリケーション層  |  7  | ファイル、  |  |
|  プレゼンテーション層  |  6  | 文字、画像、動画  |  |
|  セッション層  |  5  |  |  |
|  トランスポート層  |  4  | データ単位   |  |
|  ネットワーク層  |  3  | パケット単位\\ ルーティング  | ルーター  |
|  データリンク層  |  2  | フレーム単位  | スイッチングハブ  |
|  物理層  |  1  | 電気信号、制御  | LANカード  |

===== IPv4 アドレス (32 ビット - 4 バイト) =====

==== IPv4 アドレスの表記法 ====
IPv4 アドレスは、32 ビットを 8 ビットずつ 4 つに “.”(ピリオド)で区切った数値列を“192.168.1.1”のように10進数で記述する。\\
==== グローバル IP アドレス ====
インターネット上で広く使用される世界で唯一のアドレス。

==== プライベート IP アドレス ====
ローカルなネットワークで使用されるアドレス。\\
※インターネットに存在してはいけない。\\
^  アドレス範囲  ^^^^
|  10.0.0.0 |  〜  | 10.255.255.255  | 10/8 prefix |
|  172.16.0.0 |  〜  | 172.31.255.255  | 172.16/12 prefix |
|  192.168.0.0 |  〜  | 192.168.255.255  | 192.168/16 prefix |

==== IP アドレス構造 ====
^  ネットワーク部  ^^  ホスト部  ^^
|  10 |  .  || 0.0.0  |
|  172.16 |  .  || 0.0  |
|  192.168.0 |  .  || 0  |

===== IPv6 アドレス (128 ビット - 16 バイト) =====

==== IPv6 アドレスの表記法 ====
IPv6 アドレスは、128 ビットを 16 ビットずつ 8 つに“:”(コロン)で区切った数値列を 16 進数で表記する。\\

==== グローバルアドレス (グローバルユニキャストアドレス) ====
<html>
  <style>
    #ipv6 table { font-size: 10px; }
    #ipv6 td { padding: 0px; }
    #ipv6 pre.code {
      padding: 0px;
      font-size: 10px;
      margin: auto;
    }
  </style>
</html>
<WRAP #ipv6>
^  表記  ^  2000::/3 ( 2 進上位 3 桁までが 001 )  ^^^^^^^^^^^^^^^
|  2進数  |  <code>001***** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |
|  16進数  |  <code>      20 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |
</WRAP>
==== リンクローカルアドレス (リンクローカルユニキャストアドレス) ====
<html>
  <style>
    #ipv6 table { font-size: 10px; }
    #ipv6 td { padding: 0px; }
    #ipv6 pre.code {
      padding: 0px;
      font-size: 10px;
      margin: auto;
    }
  </style>
</html>
<WRAP #ipv6>
^  表記  ^  fe80::/10 ( 2 進上位 10 桁までが 11111110 10 )  ^^^^^^^^^^^^^^^
|  2進数  |  <code>11111110 10******</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |
|  16進数  |  <code>      fe 80      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |
</WRAP>
==== KVM 仮想ネットワークアドレス (リンクローカルユニキャストアドレス) ====
<html>
  <style>
    #ipv6 table { font-size: 10px; }
    #ipv6 td { padding: 0px; }
    #ipv6 pre.code {
      padding: 0px;
      font-size: 10px;
      margin: auto;
    }
  </style>
</html>
<WRAP #ipv6>
^  表記  ^  fc00::/7 ( 2 進上位 7 桁までが 1111110 )  ^^^^^^^^^^^^^^^
|  2進数  |  <code>1111110* ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |  :  |  <code>******** ********</code>  |
|  16進数  |  <code>      fc 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |  :  |  <code>      00 00      </code>  |
</WRAP>
==== Linux では MAC アドレスから自動生成される ====
^  アドレス  ^  ^^  上位24ビット  ^^^^^  ^  下位24ビット  ^^^^^
|  MAC    |  ||  68  |  :  |  9C  |  :  |  70  |  :  |  12  |  :  |  23  |  :  |  34  |
|  先頭に付加\\ fe 80 |||  +2  |  ↓  ||||  |  ↓  |||||
|  IPv6  |  fe 80 |  :  |  6a  |  9c : 70  ||||  ff : fe  |  12 : 23 34  |||||

===== IPv4 アドレス空間と IPv6 アドレス空間(イメージ) =====
^  ^  IPv6 アドレス  ^  IPv4 アドレス  ^
| 割当て可能なIPアドレス数(理論値)  | 2<html><sup>128</sup></html>≒約340兆×1兆×1兆(3.4×10<html><sup>38</sup></html>)個 | 2<html><sup>32</sup></html>≒約43億個(4.3×10<html><sup>9</sup></html>) |
| 世界の人口(69億人)に換算した場合  | 1人あたり約5万×1兆×1兆個程度となる | 1人あたり約0.6個程度となる |

===== 参考文献 =====
[[https://www.nic.ad.jp/ja/basics/terms/ipv6-text-representation.html|インターネット用語1分解説～IPv6アドレスの表記法とは～ - JPNIC]]\\
[[https://tech-blog.rakus.co.jp/entry/20210107/network|【非エンジニア向け】 IPv4とIPv6についてまとめてみた - RAKUS Developers Blog | ラクス エンジニアブログ]]\\