IP

広義にはIPバージョンを持つプロトコル全てがIPであると考えられるが、一般的にはIPv4またはIPv6のことを言い、より狭義にはIPv4のみをいう。

IPのパケット全体は、ヘッダ部とデータ部に分けられる。

データ部が実際に送受信されるデータそのものであり、IPから見て上位層にあるプロトコルとなる。

このデータの素性等については、ヘッダ部に書かれており、これはIPヘッダと呼ばれる。

大まかには、データの長さ、送信元および送信先のIPアドレス、そして上位プロトコルの種類を表わす番号などが含まれている。

IPには様々なバージョンがあり、それぞれでヘッダの構造は全く違う。共通なのは、最初の4ビットがIPバージョンフィールドである点のみである。

よく使われるIPのバージョンはIPv4とIPv6だが、それぞれ次のように呼ばれる。

• IPv4ヘッダ
• IPv6ヘッダ

IPv4ヘッダは、殆ど使われていないものも含め、対応する基本的な機能の全ての情報を含むため、無駄が多い。アドレスは32ビットである。

IPv6ヘッダは、普段使わないものは全てオプションとして処理するよう改められ、シンプルになった。アドレスは128ビットであり、基本的なヘッダサイズの80%はアドレスである。

IPのデータ部に梱包される情報は、OSI参照モデルとしては一つ上位の層となる。

IPはレイヤ3(ネットワーク層)であるため、このデータ部はレイヤ4(トランスポート層)のプロトコルである。

これがどのようなプロトコルであるかは、IPヘッダ内のプロトコル番号フィールドに書かれており、これは8ビットである。最大で256種類まで対応できることになる。

主要なものは次の番号となっている。

• 1 ICMP
• 2 IGMP
• 3 GGP
• 6 TCP
• 8 EGP
• 9 IGP
• 17 UDP
• 41 IPv6
• 46 RSVP
• 88 EIGRP
• 89 OSPFIGP
• 112 VRRP

日常、最も良く使われるIPの上位層プロトコルは、ICMP=1のほか、TCP=6とUDP=17であろう。

ICMPはIPの機能の一部とみなされている。残る二つはそれぞれ、IPと関連が深いため組み合わせて「TCP/IP」や「UDP/IP」と呼ばれている。

ネットワークプログラミングのバイブルとされる「UNIX Network Programming」においては、全てのIPの実装は、MTUの大きさに関わらず少なくとも576バイトのIPデータグラムをサポートせねばならない、とされている。言い換えればMTUの最小は576バイトである。

このサイズから、例えばIPv4ヘッダ20バイト、UDPヘッダ8バイトを引くと、UDPで安全に送れるデータは最大で548バイト、ということになる。

このサイズをごく僅かと見ることも可能だが、家電や小型電子機器用CPU(RAMは100バイト程度〜2Kiバイト程度)に実装されるようなTCP/IPスタックにとっては、この大きさはかなり大きいとも言える。