2.1インターネットプロトコルの基礎

サーバーがネットワークにつながる以上、IPアドレスとプロトコルの基礎は避けて通れません。この節は「暗記が効く」領域です——CIDR の読み方・ポート番号・TCP と UDP の対比は、確実な得点源として仕上げましょう。

2.1.1IPアドレスとサブネット

• IPv4 アドレス＝32ビットをドット区切り4組で表記（192.168.1.10）。サブネットマスク（255.255.255.0）がネットワーク部とホスト部の境界を決める。
• CIDR 表記＝マスクを「/ビット数」で書く（192.168.1.0/24＝マスク 255.255.255.0＝ホスト部8ビット→254台が上限。/26 なら 62台）。サブネット化＝ホスト部を借りてネットワークを分割すること。
• プライベートIPアドレス＝組織内専用の範囲（10.0.0.0/8・172.16.0.0/12・192.168.0.0/16）。インターネットに直接出られず、NAT 経由でパブリックIPアドレスに変換されて通信する。
• IPv6＝128ビット・コロン区切り16進表記（2001:db8::1）。アドレス枯渇の根本解決・NAT 前提でない設計・リンクローカルアドレス（fe80::/10）の自動構成などが特徴。

2.1.2TCP・UDP・ICMP とポート

• TCP＝コネクション型（3ウェイハンドシェイクで接続確立・到達保証・順序保証）。Web や SSH などデータの完全性が要る通信。
• UDP＝コネクションレス（確認応答なし・軽量・高速）。DNS 問い合わせ・NTP・動画配信など。ICMP＝通信制御・診断用（ping の疎通確認・到達不能通知）。ポートを持たない。
• ウェルノウンポートの必修6つ＝22/SSH・25/SMTP・53/DNS・80/HTTP・123/NTP・443/HTTPS。

CIDR の計算は「2の累乗」を1つ覚えれば済みます。ホスト部が n ビットなら理論上 2^n 個・実際に使えるのは 2^n−2 台（ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除く）。/24 は 2^8−2＝254台、/26 は 2^6−2＝62台、/30 は 2台（ルータ間リンクの定番）です。TCP と UDP の対比は用途の理由まで押さえると強くなります：DNS の名前解決が UDP なのは「1往復で済む小さな問い合わせに接続確立のコストが見合わない」から、Web が TCP なのは「HTML が1バイトでも欠けたら壊れる」からです。IPv6 では NAT に頼らず端末がグローバルアドレスを持てる・ICMPv6 が近隣探索などプロトコルの中核を担う（v4 以上に止めてはいけない）・同一リンク内通信には fe80:: のリンクローカルアドレスが自動で付く、という「v4 との考え方の違い」が問われます。

2.1.3この節のまとめ

• CIDR＝/n（使えるのは 2^(32−n)−2 台）・プライベートは 10/8・172.16/12・192.168/16（外へは NAT）
• TCP＝保証・UDP＝軽速・ICMP＝診断。ポート必修6＝22 SSH・25 SMTP・53 DNS・80 HTTP・123 NTP・443 HTTPS。IPv6＝128bit・NAT非前提・fe80::リンクローカル