プライベートネットワーク

インターネットネットワークにおいて、プライベートネットワークとは、 IPアドレスのプライベートアドレス空間を使用するコンピュータネットワークのことです。これらのアドレスは、住宅、オフィス、企業環境のローカルエリアネットワーク（LAN）でよく使用されます。IPv4とIPv6 の両方の仕様で、プライベートIPアドレスの範囲が定義されています。^[1]^[2]

ほとんどのインターネットサービスプロバイダー(ISP) は、各家庭の顧客にパブリックにルーティング可能なIPv4 アドレスを1 つだけ割り当てますが、多くの家庭には複数のコンピューター、スマートフォン、またはその他のインターネット接続デバイスがあります。このような状況では、通常、ネットワークアドレス変換(NAT/PAT) ゲートウェイを使用して、複数のホストにインターネット接続を提供します。プライベートアドレスは、セキュリティ上の理由からインターネットに直接接続されていない企業ネットワークでもよく使用されます。多くの場合、プロキシ、SOCKSゲートウェイ、または同様のデバイスを使用して、ネットワーク内部のユーザーに制限付きのインターネットアクセスを提供します。

プライベートネットワークアドレスは、特定の組織に割り当てられるものではありません。地域またはローカルのインターネットレジストリからの承認なしに、誰でもこれらのアドレスを使用できます。プライベート IPアドレス空間は、もともとIPv4 アドレスの枯渇を遅らせるために定義されました。プライベート IP アドレスから発信された、またはプライベート IP アドレス宛てのIP パケットは、パブリックインターネット経由でルーティングできません。

プライベートアドレスを内部で使用すると、外部ホストが内部システムへの接続を開始することが困難になるため、プライベートアドレスは内部ネットワークのネットワークセキュリティを強化するものと見なされることがよくあります。

プライベート IPv4 アドレス

インターネット技術タスクフォース（IETF）は、インターネット割り当て番号機関（IANA）に対して、以下のIPv4アドレス範囲をプライベートネットワーク用に予約するよう指示した。 ^[1]^{: 4}

実際には、これらの範囲をより小さなサブネットに分割するのが一般的です。

キャリアグレードNAT導入のための専用スペース

2012年4月、IANAはキャリアグレードNATシナリオで使用するためにIPv4アドレスの100.64.0.0 / 10^{ブロックを割り当てました。 [4]}

このアドレスブロックは、プライベートネットワークやパブリックインターネットでは使用しないでください。アドレスブロックのサイズは、東京などの大都市圏にある単一のオペレータのすべてのプレゼンスポイントのすべての顧客アクセスデバイスに一意の番号を付けるのに十分な大きさになるように選択されました。^[4]

プライベート IPv6 アドレス

プライベートネットワークの概念は、インターネットプロトコルの次世代であるIPv6で拡張され、特別なアドレスブロックが予約されています。

アドレスブロックfc00:: / 7は、IANA によってユニークローカルアドレス (ULA) 用に予約されています。^{[2]これらは}ユニキャストアドレスですが、2 つのプライベートネットワークが相互接続されたときに衝突を防ぐために、ルーティングプレフィックスに 40 ビットの乱数が含まれています。本質的にローカルに使用されているにもかかわらず、ユニークローカルアドレスのIPv6 アドレス範囲はグローバルです。

最初に定義されたブロックはfd00:: / 8で、/ 48ルーティングブロック用に設計されており、ユーザーは必要に応じて複数のサブネットを作成できます。

例:

以前の標準ではfec0:: / 10ブロックでサイトローカルアドレスを使用することが提案されていましたが、スケーラビリティの懸念とサイトを構成するものの定義が不十分なため、2004年9月以降その使用は非推奨となっています。^[5]

リンクローカルアドレス

別の種類のプライベートネットワークでは、リンクローカルアドレス範囲を使用します。リンクローカルアドレスの有効性は、単一のリンク (スイッチに接続されているすべてのコンピューター、または 1 つのワイヤレスネットワーク)に制限されます。ネットワークブリッジの異なる側にあるホストも同じリンク上にありますが、ネットワークルーターの異なる側にあるホストは異なるリンク上にあります。

IPv4

IPv4では、リンクローカルアドレスの有用性は、動的ホスト構成プロトコル（DHCP）サービスが利用できず、ネットワーク管理者による手動構成が望ましくない場合のゼロ構成ネットワーキングにあります。ブロック169.254.0.0 / 16はこの目的のために割り当てられました。^[6]^{[7] IEEE 802（}イーサネット）ネットワーク上のホストがDHCP経由でネットワークアドレスを取得できない場合、 169.254.1.0から169.254.254.255^{[注 2]}までのアドレスが疑似ランダムに割り当てられることがあります。標準では、アドレス衝突を適切に処理する必要があると規定されています。

IPv6

IPv6では、ブロックfe80:: / 10はIPアドレスの自動設定用に予約されています。^[8] IPv6プロトコルのさまざまな機能がこれらのリンクローカルアドレスに依存しているため、これらのアドレスの実装は必須です。^[9]

ループバックインターフェース

プライベートリンクローカルアドレスの特殊なケースは、ループバックインターフェイスです。パケットがホストデバイスから出ることはないため、これらのアドレスは定義上プライベートかつリンクローカルです。

IPv4 は、クラス A アドレスブロック127.0.0.0 / 8全体をプライベートループバックアドレスとして使用するために予約します。IPv6 は単一のアドレス::1 を予約します。

127.0.0.0 / 8を127.0.0.0 / 16に減らすことを提唱する人もいます。^[10]

誤ルーティング

プライベートアドレス空間から発信されたパケットが誤ってインターネットにルーティングされることはよくあります。プライベートネットワークでは、内部で使用されるアドレスに対して DNS サービスが適切に構成されていないことが多く、これらのアドレスに対して逆 DNS ルックアップを試行するため、インターネットルートネームサーバーに余分なトラフィックが発生します。AS112プロジェクトでは、これらのクエリに対して否定的な結果コード (見つからない)のみを返す、プライベートアドレス範囲用の特別なブラックホール エニーキャストネームサーバーを提供することで、この負荷を軽減しようとしました。

組織のエッジルーターは通常、これらのネットワークへの入力 IP トラフィックをドロップするように設定されています。これは、誤った設定や、偽装された送信元アドレスを使用した悪意のあるトラフィックによって発生する可能性があります。あまり一般的ではありませんが、ISP エッジルーターは顧客からのこのような出力トラフィックをドロップし、顧客のネットワーク上の誤った設定や悪意のあるホストによるインターネットへの影響を軽減します。

プライベートネットワークの統合

プライベート IPv4 アドレス空間は比較的小さいため、多くのプライベート IPv4 ネットワークは必然的に同じアドレス範囲を使用します。そのため、このようなネットワークを統合するときに、一部のアドレスが複数のデバイスで重複する可能性があるため、問題が発生する可能性があります。この場合、ネットワークまたはホストの番号を変更する必要がありますが、これは時間のかかる作業になることが多く、またはネットワーク間にネットワークアドレストランスレータを配置して、アドレス範囲の 1 つを変換またはマスカレードする必要があります。

IPv6はユニークなローカルアドレスを定義し、^[2]非常に大きなプライベートアドレス空間を提供します。この空間から各組織はランダムまたは疑似ランダムに40ビットのプレフィックスを割り当てることができ、各プレフィックスで65536の組織サブネットが可能になります。約1兆（10 ¹²）個のプレフィックスを格納できる空間があるため、標準で指定されているように、プレフィックスがランダムに選択された場合、異なる組織で使用される2つのネットワークプレフィックスが同じになる可能性は低くなります。したがって、このような2つのプライベートIPv6ネットワークを接続または統合しても、アドレス競合のリスクは事実上ありません。

RFC文書

RFC 1918 –プライベートインターネットのアドレス割り当て
RFC 2036 –インターネットにおけるクラス A アドレス空間のコンポーネントの使用に関する考察
RFC 7020 –インターネット番号登録システム
RFC 2101 –今日の IPv4 アドレスの動作
RFC 2663 – IP ネットワークアドレス変換 (NAT) の用語と考慮事項
RFC 3022 –従来の IP ネットワークアドレス変換 (従来の NAT)
RFC 3330 –特殊用途 IPv4 アドレス(廃止)
RFC 3879 –サイトローカルアドレスの廃止
RFC 3927 – IPv4 リンクローカルアドレスの動的構成
RFC 4193 –一意のローカル IPv6 ユニキャストアドレス
RFC 5735 –特殊用途 IPv4 アドレス(廃止)
RFC 6598 –共有アドレス空間用の予約済み IPv4 プレフィックス
RFC 6890 –特殊目的 IP アドレスレジストリ

参照

注記

^ クラスフルアドレス指定は時代遅れで、1993 年に開始されたクラスレスドメイン間ルーティング(CIDR)の実装以来、インターネットでは使用されていません。たとえば、10.0.0.0 / 8は単一のクラス A ネットワークでしたが、組織ではこれをより小さな/ 16または/ 24ネットワークに分割するのが一般的です。よくある誤解に反して、クラス A ネットワークの/ 16 サブネットはクラス B ネットワークとは呼ばれません。同様に、クラス A または B ネットワークの/ 24サブネットはクラス C ネットワークとは呼ばれません。クラスはプレフィックスの最初の 3 ビットによって決定されます。^[3]
^ サブネットの最初と最後の24のサブレンジ（アドレス169.254.0.0から169.254.0.255および169.254.255.0から169.254.255.255）は将来の使用のために予約されています。^[7]^：§2.1

参考文献

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^ ID ドラフト-schoen-intarea-unicast-127-06。

[4] クラスフルアドレス指定は時代遅れで、1993 年に開始されたクラスレスドメイン間ルーティング(CIDR)の実装以来、インターネットでは使用されていません。たとえば、10.0.0.0 / 8は単一のクラス A ネットワークでしたが、組織ではこれをより小さな/ 16または/ 24ネットワークに分割するのが一般的です。よくある誤解に反して、クラス A ネットワークの/ 16 サブネットはクラス B ネットワークとは呼ばれません。同様に、クラス A または B ネットワークの/ 24サブネットはクラス C ネットワークとは呼ばれません。クラスはプレフィックスの最初の 3 ビットによって決定されます。^[3]

[9] サブネットの最初と最後の24のサブレンジ（アドレス169.254.0.0から169.254.0.255および169.254.255.0から169.254.255.255）は将来の使用のために予約されています。^[7]^：§2.1

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[3] Forouzan, Behrouz (2013).データ通信とネットワーキングニューヨーク: McGraw Hill. pp. 530–31. ISBN 978-0-07-337622-6。

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[12] ID ドラフト-schoen-intarea-unicast-127-06。