新 米 エ ン ジ ニ ア の た め の初歩 のはじめに
計算機科学の世界ではよく「資源」という言葉が用いられる。これは、英語のresourceを訳したものだが、たとえば

インターネット技術

計算機自体やCPU、メモリー、ディスクな《第10回 IPアドレスという「資源」》

漢字で書かれてしまうとなぜかシャベルかどの各構成要素などもすべて「資源」と呼ばれる。これがどうもいまいちピンとこない。筆者だけかもしれないが、「資源」となにかで地面を掘りたくなってしまう。石炭 とか石 油 とか鉱 石 とかのresources

naturalがイメージとして湧いてしまうからだろう。そもそも resourceの訳語としては感覚的にもうちょっと違う言葉のほうがしっくりくるような気がするのだが、悲しいかな筆者の貧困な語彙からはましな言葉が湧いてこない。

浅羽 登志也asaba@iij.ad.jp
株式会社インターネットイニシアティブ

だが待てよ、確かに筆者の周りにいる人
間たちは、「計算機資源が足らんぞ！」と叫んでは、アメリカは西海岸にあるといわれる「シリコンの谷」まで出かけて行って、インターネットの利用が全世界的に拡大するにつれて、インターネット上の住所とも言えるIP アドレスが枯渇する恐れが出てきました。より大きなアドレス空間を利用できる次世代のIP プロトコルが登場するまでの間、この人類共有の財産を大事に使っていかなければなりません。そこで今回は、IP アドレスを上手に管理して割り当てるための仕組みについて考えていくことにします。

ディスクだとかメモリーだとかを大量に掘り出して帰ってくるではないか。また、なにもアメリカまで行かずとも関東地方なら「秋葉原」という原っぱまで行けば計算機資源は割と豊富に採掘されるし、関西方面なら「日本橋」という橋のたもと辺りを掘ればよいと聞く。ふうむ、そう考えると妙に納得がいく。
冗談はさておき、読者の皆さんがなんとなく日々利用しているインターネットも、実はいろいろな「資源」を用いながら運用されている。
インターネット上で何らかのサービスを

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提供したり、またインターネットに接続しを考えると、もはやIP アドレスは全人類共所は日本語で普通の書き方で書いておいてそれらのサービスを利用したりするため有の財産と考えることができる。そう考えて、最後にJAPAN とでっかく書いておきさには、ドメイン名、IP アドレス、AS 番号

るとIP アドレスの管理や運用は世界的な規えすれば、途中で飛行機が落ちたり船が沈などが必要になる。ただこれらは、CPU や模で協調して行われなければならない。

んだりしない限りおそらく間違いなく日本まで届くのである。

ディスクなどの金物と違って実態のないソ

現在用いられているバージョン4 のIP プ

フトウェア的なものであり、先の地面を掘ロトコル（IPv4）では、IP アドレスは32 ビ

日本の中に入ってからもこれは同様で、って採掘する的なイメージとは異なる。しットの数値である。したがって、32 ビット

海外から日本国内宛の郵便を受け取った時

かし、これらは、現在利用されているプロで表現可能な2 の32 乗通りの数値を世界規点では、とりあえずそれがどの県や市に宛トコル上の制約などから無数に存在し得る模のインターネット全体でうまく共有しててられたものかがわかればよく、対応するものではなく、また他の組織との重複なし利用していかなければならないのである。

地方の郵便局までとりあえず送ればよい。に利用しなければならないものである。こまた、IP アドレスの割り当ては、インタ

つまり、これは住所が、国、都道府県、の意味で、これらはインターネットの利用ーネット上でのルーティングサービスとも深

市区町村のように住んでいる場所に応じて者間で広く共有される貴重な「資源」と考い関わりがある。この連載の最初の頃にも階層的に振られているから可能なのである。

えることができる。

触れたが、IP アドレスはインターネット上これがもし住所は他と重複しなければ自由

特に現在用いられているバージョン4 のの住所のようなものであり、この住所をもに選んでつけてもよいなどという制度であIP プロトコル（IPv4）のアドレスは近い将とにしてIP パケットが配送されるのである。

ったらどうなっただろうか？

来枯渇してしまうことが予測されており、したがってIP アドレスの割り当ては、IP パ「ぼくんちは、小高い丘の上にあって、この予測に基づいてCIDR によるIPv4 のアケットの配送の仕組みを意識した上で行っ周りは緑も豊富だなぁ…。ふうむ…。このドレスの有効利用や、より大きなアドレスたほうが実際のパケット配送のシステムも間カヌーも買ったところだし。よし、じゃ空間を用いることができる新しいIP プロト

比較的簡単で効率的なものになる。

あぼくの住所は小宮市緑が丘カヌー250000

コル（IPv6）の設計が行われている。

郵便のシステムを考えてみてもこれは明にしよう」などと言っている家の隣の家でそもそもこれは日本人的な感覚かもしれらかである。読者は、海外旅行をしたとき「ワタシハ アメリカジンナノデ エイゴノ ジ

ないが、「資源」と言うと、あまり豊富にに現地から日本にいる家族や友人に絵はがュウショガ イイデスネェ。ドジャースノ ノはないもの、大事に使っていかなければいきを送ったりしたことがあるだろうか？ こモ ガ スキデス。Well,,,デハ ジュウショハ

けないもの的な気持ちになる。この日本人のとき、宛先の住所を書くのに苦労した経Nomo 16, Dodgers City, Great United

的な感覚において、現在のIPv4 のアドレス験をお持ちの方も少なくないだろう。たとStates of America!ニスルデス」などというを希少な「資源」と呼ぶのはあながち的はえばアメリカだともちろん英語で書かないことになったら大変である。郵便配送のシずれではないに違いない。といけないし、所番地を書く順序も日本とステムは今の何億倍も複雑になり、べらぼは逆になる。慣れていないといったいどううに高い郵便料金をとられてしかるべきで書いていいのやら悩むところである。

あろう。

では、この貴重な資源であるIP アドレスを無駄なく有効に利用していくためには、どうすればよいのだろうか？

IP アドレスの割り当てと管理
近年のインターネットの世界的な広がり

しかしよく考えてみれば、アメリカ国内

また、せっかく都道府県と市区町村できの郵便屋さんはその絵はがきが、自分の国れいに区分けして住所を決めたとしても、の中宛ではなく、日本宛であるということ「ぼくは今の自分の住所が気に入っているさえわかれば、後の詳細な所番地などわかから、引っ越してもこのままの住所を使いる必要などないではないか。したがって住たい！」と言いながら、東京都千代田区三インターネットマガジン／株式会社インプレスR&D©1994-2007 Impress R&D

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番町 1-4 に住んでいた人がその住所を持っる。IP アドレスのレジストリーのサービス

インターネットレジストリー

は、階層的な組織のもとで行われており、たまま大阪府吹田市あたりに引っ越してしまったらどうなるだろう？ これにより2 つ

さて、ではインターネット上で現在の地の問題が起こる。

番制度のようにきれいに整理されたアドレ

図1 のように IANA、地域IR、ローカルIRにより構成されている。

スの割り当てを行うためにはどうすればよ− IANA （ Internet Assigned Number

いだろうか？

1. 東京都千代田区三番町では、その人がインターネットレジストリー（IR: Inter-Authority）は、IP アドレスを含むインnet Registry）とは、IP アドレスのようなイターネット上で用いられるすべての番号

2. 東京都千代田区三番町 1-4 宛の郵便を、ンターネット上の有限な「資源」を有効にに関して権限を持つ組織。IANA はIP ア

大阪府吹田市まで届けるための仕組みが活用するために、これらの管理やインタードレス空間の一部を必要に応じて地域必要になる。

ネット接続組織に対する割り当てを行うたIR に対して割り当てる。

引っ越して行った後、1-4 という番地を使うことができなくなる。

めの機構である。
これまた郵便のシステムは今の何兆倍もインターネットレジストリーの構成や実− 地域IR （Regional IR）は、大陸などの複雑になり、目の玉が飛び出るくらいの郵際の「資源」の割当方式は、取り扱う比較的大きな地域でのレジストリーサー便料金を払うはめになるだろう。これとま「資源」によって異なる。これはそれぞれのビスを行う。現在は、InterNIC、RIPEったく同じことが実はIP アドレスの割り当「資源」の持つ特質によるものである。まNCC、APNIC の3 つの地域 IR がある。てにも言えるのである。

た同じ「資源」であっても、時代の要請にInterNIC は北米地域を、RIPE NCC は応じてその管理や割り当ての方式は変化すヨーロッパを、APNIC は、アジア・環太

IANARegional IR

Local IRInterNIC
nterNIC

AUNIC

APNIC

RIPE
IPE NC
NCC

JPNIC

KRNIC

ISPs
図1 IR の組織構成

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新米エンジニアのための初 歩 の イ ン タ ー ネ ッ ト 技 術

平洋地域をそれぞれ管轄している。これり当てる。の組織に申請しなければならない。当然申らのいずれにも属さない地域に関しては

たとえば日本では、日本ネットワークイ

請は英語でしなければならないし、申請の最寄りの地域IR の管轄となる。

ンフォメーションセンター（JPNIC）が、処理にもかなりの時間を要するだろう。

地域IR は、IANA から割り当てを受けた

アジア・環太平洋地域の地域 IR である

さらに、このような階層的な組織構造を

IP アドレスを、その地域のローカルIR

APNIC の管理下で、日本国内でのIP アとることによってCIDR（Classless Inter-や、また、ローカルIR がない国の場合にドレスのレジストリーサービスを行うロDomain Routing）方式に基づいたアドレスは、その国のインターネットサービスプ

ーカルIR の機能を受け持っている。の割り当てが容易になる。現在のIPv4 のアドレスを有効に利用していくために考案さロバイダー（ISP）に対して割り当てを行う。

れたCIDR のメリットには以下のものがあ

CIDRる。

− ローカルIR（Local IR）は、通常は国単さて、これでIP アドレスを階層的な組織位で作られるレジストリーであり、いずのもとで割り当てることができるようにな

1. 従来のクラスの境界に縛られず、適正なれかの地域 IR の管理下に置かれる。ロった。階層的な組織構造でアドレス割り当大きさのアドレス空間の割り当てができーカルIR は管轄の地域 IR からIP アドレての処理を行うことにより処理にかかる負る。

スの割り当てを受け、それぞれの管轄す荷が各地域や国に分散され、全体的に効率2. ネットワークのトポロジーに応じて経路る国の中でのIP アドレスの管理と割り当良くアドレスの割り当てができるようにな情報の集成を行うことができ、インターてを担当する。ローカルIR は通常の場合る。たとえばもしJPNIC やAPNIC が存在

ネット全体に流れる経路情報の量を減らはそのIR が管轄する国の中でサービスをしなかったならば、アドレスの割り当てをすことができる。

提供するISP にアドレスのブロックを割受けるためにはいちいちIANA のような中央では、実際にCIDR に基づくアドレスの割り当てや、経路情報の集成はどのように行われているのだろうか。

IANA● CIDR によるアドレス割り当ての委任
202.0.0.0/7（ d e l e g a t i o n ） と経 路 情 報 の集 成（aggregation）

APNIC

Regional IR

先ほどの郵便の例との大きな違いは、郵202.232.0.0/14

便の配送は地理的な位置に依存するのに対して、IP パケットの配送はネットワークのJPNIC

Local IRトポロジーに依存するという点である。したがってIP アドレスの割り当ては、ネット

202.232.0.0/16

202.233.0.0/16

202.234.0.0/16

ワークのトポロジーを意識した上で行われなければ、その配送システムを効率の良い

ISPs

ABCものにすることはできない。では上記の階図2 IP アドレス割り当ての流れ

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199層的な組織のもとで、実際にどのようにネを見るだけでそのアドレスが北米、ヨーロ

このような階層的なアドレスの割り当て方

ットワークトポロジーを意識したアドレス

ッパ、アジアのどの地域で用いられている

式は、アドレスの枯渇問題や、経路情報のの割り当てが行われるのだろうか？ 図2に、ものかがわかり、その後ろの数ビットを見爆発的増加問題を緩和するためにCIDR がIP アドレスの割り当ての流れの例を示す。

ればそれがどの国で用いられているものか提案されてからのものであり、つい2 〜3 年

まずIANA は202.0.0.0/7 というアドレスがわかり、さらにそれに続く数ビットを見前から始められたものである。のブロックをアジア環太平洋地域で使われればそれがどのISP に接続されている組織

したがってそれ以前に割り当てられたアるものとして、地域 IR であるAPNIC に割に割り当てられているかがわかるのである。

ドレスは、ここで述べたような階層的な割り当てる。この202.0.0.0/7 という表記は何さて、いったん上記のような方式でアドり当てはされておらず、経路の集成もうま度も出てきているのでもう大丈夫だと思うレスの割り当てが行われれば、それらのアく行うことができない。理想的にはそのよが、202.0.0.0 から 203.255.255.255 までのドレスを持つネットワークに対する経路情

うなCIDR 以前に割り当てられたアドレスアドレスを表す表記である。またここで注報はISP 単位で集成（aggregate）するこは返却して、接続しているISP に委任され意してほしいのは、IANA からAPNIC へのとができる。たとえば上記の例では、ISP Aているアドレスの中から改めて割り当てをアドレスの割り当ては、APNIC 自身が用いやB やC は、それぞれが委任を受けている受けるべきである。

るアドレスを割り当てているわけではないアドレスブロックから接続組織に対して割CIDR の効果を最大限に引き出し、現在ということだ。APNIC がさらに下位の組織

り 当 て を 行 う 。 た と え ば ISP A は 、のIPv4 のアドレス空間を少しでも長く利用に対して割り当てを行うためのアドレスを

2 0 2 . 2 3 2 . 0 . 0 / 2 4 を組 織 1 に、し続け、次の世代のIPv6 の設計とそれに関割り当てているのである。このような場合、

202.232.1.0/25 を組織 2 に割り当てたとすわる研究開発にあてられる時間を少しでも割り当てとはいわずに委任（delegation）る。このときISP A の内部では、これらの長くすることが結果的に将来のインターネと言うことにする。

細かい経路情報を流す必要があるが、ISPットの発展に大きく貢献することになるの

さて、次にAPNIC はこの202.0.0.0/7 とA から外部に対しては、202.232.0.0/16 のである。

いうブロックの中から、202.232.0.0/14 とみ流せばよい。すなわち202.232.0.0/16 でいうアドレスブロックを日本で用いられる表現されるすべてのアドレスがISP A の内部ものとして、 日 本 のローカル I R であるにあることが保証されているからである。

JPNIC に委任を行う。

プライベートアドレス

202.232.0.0/16 は、256 個のクラスC のネIPv4 のアドレスを有効に利用していくた

JPNIC はさらに国内のISP に対して、ットワークアドレスに相当するが、もしこめのもう1 つの手段として、RFC1597 によ202.232.0.0/14 というブロックの中かられが仮に256 個のバラバラなクラスC のアドり提案されているプライベートアドレスがあ202.232.0.0/16 をISP A に、202.233.0.0/16レスだったとすれば、ISP A は外部に対してる。インターネットに接続を持たないネットをISP B に、202.234.0.0/16 をISP C にそれ256 個のクラスC に対する経路情報を流さワークは、当然他の組織からインターネッぞれ委任する。ISP A、B、C は、それぞれなければならない。このように、CIDR に基ト経由で到達できる必要がない。とはいえ、が委任を受けたアドレスブロックの中から、づくアドレスの委任と経路の集成がうまく組織内部のLAN を構築するためにはどうしそれぞれに接続される組織に対してアドレ働かなければ、この例では256 倍もの経路てもIP アドレスは必要となる。このようなスの割り当てを行う。

情報をISP A は外部に対して流さなければ場合に、IR やISP からアドレスの割り当てならなくなるのである。

を受けることなしに使用することができる

このような割り当ての方式をとることによって、先の郵便の例と同様なことが行え

以前は、IP アドレス自体、階層的な構る。すなわち、アドレスの最初の数ビット造を持つものとしては扱われていなかった。

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アドレスがRFC1597 によって予約されている。

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新米エンジニアのための初 歩 の イ ン タ ー ネ ッ ト 技 術

RFC1597 によって、自由に利用するこ

2. インターネットに対して直接アクセスでかないというのが現状なのである。これはとができるアドレスは以下のとおりである。

きるホストにのみグローバルなIP アドレ

水不足のときには水を節約するというのとスの割り当てがされるので、グローバルまったく同じことで、この意味でもインタ- 10.0.0.0 -- 10.255.255.255

なアドレスの消費を必要最小限に抑えるーネットは社会の縮図と言ってもいいだろ- 172.16.0.0 -- 172.31.255.255

ことができる。

う。みんなが住みやすいインターネットを築いていくために、みんなで協力し合わな- 192.168.0.0 -- 192.168.255.255
つまりセキュリティー的にも強くなり、上記のアドレスであれば、組織内部で自由に利用して構わない。ただしこれらのアければならないのである。

アドレスの節約にも貢献できるという一石二鳥のメリットがあるのである。

ドレスを用いているネットワークに対する経路情報をインターネット上に流すことはできない。このプライベートアドレスを利用おわりにした典型的な形態としては、ファイアーウ

IP アドレスに関する状況は年々厳しくなォールを用いて、組織のネットワークをイってきていると言ってよい。これは、IP アンターネットから直接接続されない部分と、ドレスの個数が限られているのに、それをインターネットから直接接続可能な部分と利用する組織が爆発的に増えているというに分けるような場合がある。つまり、ファ状況から考えると仕方がないことである。

イアーウォールの内側ではプライベートア

IPv6 により、この状況が解決されることがドレスを用い、ファイアーウォールの外側期待されているが、先に述べたように、にある限られた数のホストでは、IR やISPIPv6 の仕様が固まり、すべての機器でサポから割り当てを受けたアドレスを用いるとートされ、関係するソフトウェアが安定しいう方式である。この方式により、次の2て動作するようになるまでにはまだまだ何

552.
552.
555522.
.
0-- 1 .31.255 255.
257051.
20.
.
806.
1.
29- 10 16.0.0
1.
207.
10.
86
1
2.
91-

つのメリットが期待できる。

年もかかるであろう。それまではIPv4 のアドレスを大事に使って食いつないでいくし

1. プライベートアドレスに対する経路情報はインターネット上を流れないので、ファイアーウォールの内側のホストには外部から直接アクセスできなくなる。

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