-共通テストから学ぶ- ネットワークにDeep Dive

共通テストの問題として出題されたIPv6のテーマを題材にIPv4でうまくいっている理由をサークル内で講義しました。

Transcript

1. ネットワークへ Deep Dive \ 共通テストから学ぶ /
2. 自 己 紹 介 レプ # 分散アルゴリズム # コンパイラ # Go言語 # システムプログラミング @repunit11 # マジック # アニメ
3. 注 意 ！ 質問をいくつかします！ 自分の頭で考えてみてね 生成AI、検索エンジンを使わずに考えてみよう！ ※わかりやすさを重視しているので 正確性を無視してるところもあります
4. 共 通 テ ス ト 令和7年度の共通テストで IPv6が必要な理由を答える問題が出題
5. 概 要 IPアドレスとは ネットワーク上の住所 送り先を間違えたら大変なので 一つの機器ごとにアドレスは振りたい
6. 概 要 32ビットで構成されている IPアドレスは現在も使われています
7. 概 要 世界は 128ビットで構成されている IPアドレスに移行しきれていない
8. 概 要 32ビットってことは 2 個アドレスを作れそう 32 2 = 約43億だから... 32
9. 43億・・・
10. 世界中の機器一つ一つに アドレスを割り当てていたら アドレス足りないのでは？ 疑 問
11. 現 状 の I P ア ド レ ス IPv4とはxxx.xxx.xxx.xxxで表現される32ビットの数値列 つまり、2 個（＝約43億）の機器を識別できる 32 世界のネット接続人口：約60億人 しかも一人がPC、スマホ、タブレット など複数デバイスを所持...？
12. I P v 4 で は 足 り な い あれ、アドレスが足りない！
13. 事 実 IPアドレスは すでに枯渇している 2011年、IPアドレス管理機関（IANA）は 新規割り当て分が終了したと宣言
14. I P v 4 で は 足 り な い ではなぜ私たちは 今も問題なくインターネットを 使えているのか？
15. IPv6を使わずにIPv4だけで 足りているのはどうして？ いいアイデア思いつきますか？ 思 考 タ イ ム ！ IPv6・・・128ビットで構成されるIPアドレス IPv4・・・ 32ビットで構成されるIPアドレス
16. 解 決 策 一つ一つの機器ではなく 一つのグループに一つ グローバルIPを割り当てよう！
17. 解 決 策 グループ内でどうやって識別するの？
18. 解 決 策 ルーター パソコンA パソコンB インターネット
19. 解 決 策 パソコンA パソコンB グローバルIPアドレス 203.0.113.10 192.168.1.2 192.168.1.3
20. 解 決 策 ポート番号 ・・・アプリケーション 同士の通信を行うために使うドア http：80番ポート https：443番ポート
21. 解 決 策 パソコンA パソコンB 203.0.113.10 192.168.1.2 192.168.1.3 203.0.113.10:5001 203.0.113.10:5002 198.51.100.25:443 アドレスA アドレスB アドレスB:5001 アドレスB:5002
22. 送 信 時 パソコンA パソコンB アドレスB 192.168.1.2 192.168.1.3 アドレスB:5001 アドレスB:5002 To アドレスA:443 From 192.168.1.2:443 アドレスA
23. 送 信 時 パソコンA パソコンB アドレスB 192.168.1.2 192.168.1.3 アドレスB:5001 アドレスB:5002 To アドレスA:443 From アドレスB:5001 Fromを書き換える！ アドレスA
24. 受 信 時 パソコンA パソコンB アドレスB 192.168.1.2 192.168.1.3 アドレスB:5001 アドレスB:5002 From アドレスA:443 To アドレスB:5001 アドレスA
25. 受 信 時 パソコンA パソコンB アドレスB 192.168.1.2 192.168.1.3 アドレスB:5001 アドレスB:5002 From アドレスA:334 To 192.168.1.2:334 アドレスA Toを書き換える！
26. 解 決 策 192.168.1.2 192.168.1.3
27. 実 践 ( 1 5 分 ) 自分のIPアドレスを調べてみよう ドメインのIPアドレスを調べてみよう
28. 実 践 ・ コ マ ン ド 紹 介 windows： macOS, Linux： ipconfig ifconfig nslookup <ドメイン名> dig <ドメイン名> whois <ホスト名> Windows: スタートメニューで「PowerShell」または「コマンドプロンプト」と検索 macOS: Spotlightで「Terminal」と検索
29. 実 践 ( 1 5 分 ) やること 自分のIPアドレスを調べる google.comのIPアドレスを調べる 使うコマンド クイズ google.comのIPアドレスは何？ あなたのIPアドレスは何？ windows: macOS: nslookup <ドメイン名> ipconfig ifconfig dig, whois
30. 実 践 の 答 え やってみよう
31. こ れ か ら の I P ア ド レ ス NAPT ポート番号の上限：65535個 一つのグローバルIPで65535個ユーザーをぶら下げることが可能 全員が同じIPを共有するため、 誰かが迷惑行為をすると全員が連帯責任
32. こ れ か ら の I P ア ド レ ス IPv6 32ビットから128ビットへ 総数 2 個 ＝ 約340澗 個 128
33. こ れ か ら の I P ア ド レ ス
34. こ れ か ら の I P ア ド レ ス 理想 現実 IPv6へ完全移行するべき ソフトウェアの改修が面倒 コストがかかる 動いているからいいや
35. 最 後 に 質 問 URLを入力してエンターおしたら サイトが開くのはどうして？ どんな経路で届いているんだろう？
36. ま と め コンピュータサイエンスは おもしろい 理想と現実の狭間で工夫して動かしている