なぜMACアドレスとIPアドレスがあるのか？ その違いは？：はじめての車載イーサネット（3）（3/4 ページ）

[中村伸彦（ベクター・ジャパン），MONOist]

IP（Internet Protocol）とIPアドレス（v4）

　これは、OSIにおける第3層ネットワークレイヤーに相当するプロトコルです。データリンクレイヤー^（※7）に載ってきたSDUを取り出して扱います。ここでのPDUをIPパケットと呼び、それを扱うものはホストと呼ばれます。IPパケットは、イーサネットフレームのタイプ値が0x0800（IPv4）または0x86DD（IPv6）の際にペイロードとして送り届けられる情報です。

（※7）本記事の文脈ではイーサネットですが、OSIの考え方に従うと必ずしもイーサネットである必要はありません。

　IPパケットに含まれるIPアドレスは、そのIPパケットをどこのホスト^（※8）に届けるかを示しています。MACアドレスと同様にグローバルアドレスとローカルアドレスがあり、インターネットにつながりIPパケットを扱うもの（ホスト）にはグローバルアドレスを持つことになっています。逆にいうと、家庭内、社内、車載（車内）のような閉じた世界ではローカルアドレスを使うのが一般的です。図5にIPv4アドレスのローカルアドレスを示します。

（※8）もう少し正しく言うと、IPアドレスが割り当てられるのはネットワークインタフェースです。

図5　IPv4アドレスのローカルアドレス（クリックして拡大） 出典：ベクター

IPパケットの構造

　同じくヘッダ（PCI）とペイロード（SDU）とに分かれています。イーサネットフレーム同様にヘッダ部分には宛先、送信元、内容、ペイロードの種類および送信経路での扱われ方を示す制御情報が入り、ペイロード部分に送り届けたい情報が格納されています。

　図6はIPv4パケットのヘッダ構造を示しています。このヘッダに続いてペイロード（データ）部分が続きます。世の中ではすでにIPv6が使われていますが、筆者が知る限り、車載ではいまだにIPv4が主に使われています。図6ではヘッダは4バイトワード×6の24バイトになっていますが、車載では通常Optionsの部分は使われていないため^（※9）それが除かれ、20バイトになります（なので図6の中のIHL（Internet Header Length）は「通常5」としています）。

（※9）本記事執筆時点での認識です。

図6　IPv4パケットのヘッダ構造（クリックして拡大） 出典：ベクター

　このヘッダには複数の情報が入っていますが、今回Source IP AddressとDestination IP Address以外に重要なのは、”Time to Live”と”Protocol”フィールドです。“Protocol”フィールドは、イーサネットフレームにおけるタイプと同等でこのIPパケットのペイロード部分に何が入っているのかを示しています。なお”Time to Live”については後述します（ルーターの役割で触れます）。