LPIC-1 ネットワークの基礎（主題 109）まとめノート

2026.10.18

LPIC-1 102試験の主題109「ネットワークの基礎」の学習内容を整理するために自分用にまとめたノートです。

出題範囲と重み（括弧内）は LPI 公式の試験範囲（LPIC-1 Objectives V5.0 日本語版）から引用。

109.1 インターネットプロトコルの基礎（4）
109.2 永続的なネットワーク設定（4）
109.3 基本的なネットワークの問題解決（4）
109.4 クライアント側の DNS 設定（2）

登場する単語マップ

コマンドと設定ファイルが入り乱れるため、「どの作業で何を触るのか」を軸にマップしました。メモと疑問点を添えています。

主題109
- 109.1 プロトコルの基礎
  - 32bit。ドット区切りの10進数4つサブネットマスクから IP レンジを求める方法IPv4
    - プライベートアドレスの覚え方プライベートアドレス
    - ネットワークアドレス / ブロードキャスト
  - 128bit。コロン区切りの16進数8つブロードキャストアドレスはない。代わりにマルチキャストIPv6
    - IPv6 アドレスの 0 の省略::1 / fe80::/10
  - トランスポート層
    - TCP と UDP の違いTCP / UDP / ICMP
  - 覚えておくポート番号ポート番号
    - /etc/services
- 109.2 永続的な設定
  - ホスト名
    - /etc/hostname
    - hostnamectl
  - インターフェース
    - Debian 系。ifup / ifdown が読む/etc/network/interfaces
    - RHEL 系の旧方式/etc/sysconfig/network-scripts/
    - ifup / ifdown
  - NetworkManager
    - nmcli の基本操作nmcli
    - nmtui
  - systemd
    - systemd-networkd
    - /etc/systemd/network/
  - 名前解決の設定
    - /etc/hosts
    - /etc/resolv.conf
    - /etc/nsswitch.conf
- 109.3 問題解決
  - 今の状態を見る・変える
    - ip コマンドでできることip
    - 旧コマンド。net-tools パッケージifconfig / route
    - hostname
  - 疎通
    - ping / ping6
    - traceroute / traceroute6
    - tracepath
  - 接続・ポート
    - ss
    - 旧コマンド。ss に置き換わったnetstat
    - nc
- 109.4 DNS クライアント
  - 名前解決はどの順で行われるか名前解決の流れ
  - /etc/nsswitch.conf
    - hosts: files dns
  - /etc/hosts
  - resolv.conf の設定項目/etc/resolv.conf
    - nameserver / search / domain
    - systemd-resolved
  - 調べるコマンド
    - host と dig の違いhost / dig / getent

109.1 インターネットプロトコルの基礎

サブネットマスクから IP レンジを求める方法

あるアドレスのブロードキャストアドレスと、使えるアドレスの数は暗算で出せるようにしておく。必須級。マスクと IP を 2 進数に直して AND するような正攻法でなくても、どちらも暗算で求められる。

使えるアドレスの数

使えるアドレスの数は 2^(32 - プレフィックス長) - 2。

/26 → 2^6 - 2 = 62
/27 → 2^5 - 2 = 30
/28 → 2^4 - 2 = 14

/26〜/28 の使えるアドレス数は暗記するか、見慣れておくべき。

ブロードキャストアドレス

注: ブロードキャストアドレスは、同じネットワークに接続されたすべての機器へ、一度に同じデータを一斉送信するためのアドレス。

ブロードキャストアドレスの求め方を 10.0.0.70/27 を例に見ていく。

10.0.0.70/27

プレフィックス長が決まると、アドレス空間は 2^(32 - プレフィックス長) 個ずつの「ブロック」に等分される。/27 なら 32 個ずつなので、最後のオクテットは 0、32、64、96 … で区切られる。ブロックの最初がネットワークアドレス、最後がブロードキャストアドレス。だから「自分のアドレスがどのブロックに入っているか」が分かれば、そのブロックの端が答えになる。

/27 では最後のオクテットが 32 個ずつの 8 ブロックに分かれ、70 は 64〜95 のブロックに入る。64 がネットワークアドレス、95 がブロードキャストアドレス

手順は次のとおり。

ブロックの大きさを出す
2^(32 - 27) = 2^5 = 32。最後のオクテットは 32 の倍数で区切られる
70 を超える最初の 32 の倍数を探す
32、64、96、128 … と数えて、70 の次は 96。10.0.0.96 が次のブロックの先頭
その 1 つ手前がブロードキャストアドレス
10.0.0.95 が答え。ついでに 70 が入るブロックの先頭 10.0.0.64 がネットワークアドレス

ブロックの先頭（64）と末尾（95）はホストに割り当てられないので、使えるのは 10.0.0.65〜10.0.0.94 の 30 個。これは上の式 2^5 - 2 = 30 と一致する。

プライベートアドレスの覚え方

プライベートかどうかは暗記ゲー。

クラス	範囲	固定される部分
A	`10.0.0.0` 〜 `10.255.255.255`	第1オクテットが `10`
B	`172.16.0.0` 〜 `172.31.255.255`	第1が `172`、第2が `16`〜`31`
C	`192.168.0.0` 〜 `192.168.255.255`	第1と第2が `192.168`

第1オクテットが 10 ならまず A クラス確定。

C クラスも 192.168 で確定。

残る B はやや覚えにくいが、172 固定で 16〜31。

192.168 は「いくにいろは」で覚えれば間違いない。

172.16〜31 は「いなにいろさい🦏」とでも覚えておく。

IPv6 アドレスの 0 の省略

ダメパターンを逆張りで覚えておけば余裕。

１．各ブロックの先頭の 0 は省ける。0db8 → db8、0000 → 0

２．0 だけのブロックが連続する箇所は :: にまとめられる。ただし 1 回だけ

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
  ↓ 1. 各ブロックの先頭の 0 を省く
2001:db8:0:0:0:0:0:1
  ↓ 2. 連続する 0 のブロックを :: にまとめる
2001:db8::1

だめな IPv6 の例

だめな理由	表記	補足
`::` が 2 回	`2001:db8::1::1`
コロンが 3 つ連続	`2001:db8:::1`
16 進数にない値	`2001:db8::g1`	`g` を使ってしまっている。使えるのは 0〜9 と a〜f だけ
ブロックが足りない	`2001:db8:1:2:3:4:5`
1 ブロックが 5 桁	`2001:db8::12345`	16 進数 4 桁まで
`.` で区切っている	`2001.db8.0.0.0.0.0.1`	IPv6 の区切りは `:`。`.` は IPv4

覚えておくポート番号

ポート	サービス	備考
20 / 21	FTP	20 がデータ、21 が制御
22	SSH
23	Telnet
25	SMTP	メールの送信・転送
53	DNS	UDP と TCP の両方
80	HTTP
110	POP3
143	IMAP
443	HTTPS

21、23、143 あたりは忘れがち。

ウェルノウンポート

ウェルノウンポートの最小は 0、最大は 1023。

範囲	名前	権限
0〜1023	ウェルノウンポート	待ち受けには root 権限が必要
1024〜49151	登録済みポート	一般ユーザーでも待ち受けできる
49152〜65535	動的・プライベートポート	一般ユーザーでも使える。クライアント側に OS が自動で割り当てる

109.2 永続的なネットワーク設定

nmcli の基本操作

NetworkManager → デスクトップ Linux で Wi-Fi やイーサネットのつなぎ先を管理しているデーモン。画面右上のネットワークアイコンから Wi-Fi を選んでつなぐとき、裏で動いているのがこれ

nmcli → NetworkManager をコマンドラインから操作する窓口

物理的な口が device（eth0、wlan0）、どこにどうつなぐかの設定が connection（「自宅 Wi-Fi」「Wired connection 1」）。状態を見るのは device、設定を書くのは connection。

nmcli device status            # デバイスの一覧と状態
nmcli connection show          # 接続プロファイルの一覧

実際に打ってみた。

$ nmcli device status
DEVICE          TYPE      STATE                   CONNECTION
wlp9s0          wifi      connected               Buffalo-G-xxxx
lo              loopback  connected (externally)  lo
p2p-dev-wlp9s0  wifi-p2p  disconnected            --
enp10s0         ethernet  unavailable             --

$ nmcli connection show
NAME                UUID                                  TYPE      DEVICE
Buffalo-G-xxxx      a1f9d1c7-babe-42ee-98f9-6b7afab6102c  wifi      wlp9s0
lo                  82d27057-10ab-4815-92d2-84e071468738  loopback  lo
Buffalo-A-xxxx      a33e4b79-ee5f-48c7-ad89-2c68f71d5bd2  wifi      --
Wired connection 1  b6b213cf-df25-3d8e-8909-d4b0ab079570  ethernet  --

問題集でも見た DEVICE TYPE STATE CONNECTION と、wifi、ethernet が確認できた。

109.3 基本的なネットワークの問題解決

ip コマンドでできること

オブジェクト	できること	置き換え前
`ip addr`	IP アドレスの表示・追加・削除	`ifconfig`
`ip link`	インターフェースの up / down、MAC アドレスの表示	`ifconfig`
`ip route`	ルーティングテーブルの表示・変更	`route`

ip addr show                              # アドレスの一覧
ip link set eth0 up                       # インターフェースを有効化
ip route show                             # ルーティングテーブル

addr、link、route の 3 つは必須級。必ず覚えておく。

TTL の減算

TTL（Time To Live）は IP パケットの「あと何台ルーターを通れるか」。ルーターを 1 つ通るたびに 1 減り、0 にしたルーターがパケットを捨てて、送信元に ICMP の Time Exceeded を返す。ループしたパケットが永遠に回り続けないための仕組み。

traceroute はこれを利用する。TTL を 1、2、3 … と増やしながら送り、Time Exceeded を返してきたルーターを順に並べると経路になる。

109.4 クライアント側の DNS 設定

名前解決はどの順で行われるか

DNS 関連ファイルの /etc/nsswitch.conf、/etc/hosts、/etc/resolv.conf は、どれがどれだかややこしい。

アプリケーションgetaddrinfo() などで名前解決を依頼する
/etc/nsswitch.confhosts 行で手段の順番を決める
/etc/hostsfiles。手書きの対応表を先に見る
/etc/resolv.confdns。nameserver に問い合わせる

順番を決めるのは /etc/nsswitch.conf の hosts 行。

hosts: files dns

files → /etc/hosts
dns → /etc/resolv.conf に書いた DNS サーバー

この順なら /etc/hosts に書いた名前は DNS に問い合わせずに解決される。逆にすれば DNS が優先になる。

自分の Ubuntu で打ってみると、教科書どおりの files dns ではなかった。

$ grep ^hosts /etc/nsswitch.conf
hosts:          files mdns4_minimal [NOTFOUND=return] dns

mdns4_minimal というなんじゃこりゃな設定がある。調べてみると .local で終わる名前を mDNS（Avahi）で引くための設定のようで、[NOTFOUND=return] は「.local の名前が見つからなければ DNS に行かずに終わる」の意味みたい。.local 以外の名前はそのまま素通りして dns へ。

/etc/nsswitch.conf、/etc/hosts、/etc/resolv.conf はそれぞれ cat して見ておけ。

resolv.conf の設定項目

右に書けるものはキーワードごとに決まっている。

nameserver → IP アドレスのみ
search → ドメイン名（複数可）
domain → ドメイン名（1 つ）

nameserver 192.168.1.1
search example.com

host と dig の違い

どちらも DNS サーバーに直接問い合わせる。イメージは host で浅く、dig で詳細に。

コマンド	出力	使いどころ
`host`	簡潔	正引き・逆引きをさっと確認する
`dig`	詳細	DNS の応答そのものを調べる。レコード種別やサーバーを指定できる

host example.com                   # 正引き
dig example.com                    # A レコード。ANSWER SECTION に答え
dig @8.8.8.8 example.com MX        # サーバーとレコード種別を指定