ISPのIPアドレス割り当てについて

質問

初歩的な質問で申し訳ないのですが、教えてください。
ISPと契約しインターネットに接続する為PPPoEやDHCPの機能を利用してIPアドレスの割り当てを行いますが、この時、ISPは割り当て先の機器を認識する際どの情報を利用しているのでしょうか？(この段階では当方のPCにIPアドレスはありません)
当方ルーターはなくモデムのみでの接続になります。MACアドレス、モデムに割り振られているプライベートアドレスで当方の場所を認識しているとは思えません。
又、ISPのルータでプライベートアドレスをグローバルに変換する流れはわかりますが、プライベートアドレスなのになぜISPのルーターまでパケットを送信できるのでしょうか?(ISPと当方自宅は巨大なLANになるからプライベートで接続可能?ルーターを設置することで常にグローバルIPが割り当てられた状態になるな為、この場合ISPと当方の自宅は別のLANとなる?)
お手数ですが詳しい方、わかりやすい回答をお願い致します。

回答No.3

noname#146143

ISPルータにDHCP機能はありません。
ルータからグローバルアドレスのプールアドレスが付与されます。

回答No.2

foitec

もう少し勉強しないといけないでしょうね。
勝手な解釈が多すぎます。

最初の質問で
＞ISPと契約しインターネットに接続する為PPPoEやDHCPの機能を利用してIPアドレスの割り当てを行いますが

PPPoEはEthernetを通してPPP接続することでIPアドレスを割り当てることはありません。
キャリアをとして接続されたISPでID／パスワードが認証されてからDHCPによるアドレスを受け取ります。
（手順は先の回答どおり）

＞契約したプロバイダーは当方とは別のLANになる為

LANの解釈がめちゃくちゃです。
間違った用語は理解するのに邪魔になります。

＞ISPのDHCPサーバにアクセスするには自宅のPCにグローバルアドレスが割り当てられていないと接続できないのではないでしょうか？(

グローバルアドレスなんて要りません。
閉じられたネットワーク内でどんななドレスを付与しようがしまいが関係ないです。

電話を掛けてISPに直接認証させる場合どうします？
認証されてからISPのDHCPサーバからIPアドレスが払い出されます。
電話の場合は一対一なので分かりますよね。

光やADSLなどはISPまではどんな経路で接続するでしょうか？
どこも経由していないのでしょうか？
一般的なADSL回線でも必ず収納する設備に入り込みます。
つまりキャリアとの契約によりどのISPへ接続するかは既に決まっています。

フレッツ契約ではモデムやルータが最初に接続されるのは回線を収納しているキャリアの設備です。
フレッツならばフレッツサーバが利用者の接続先情報（モデムやルータに設定されているか接続ツールに書き込まれている）を元に目的のISPに転送します。
（つまり接続要求先のIPアドレスなんて関係ないのです）。

つまり直接電話で接続している場合と大して変わらないでしょう？

＞ISPのルータでプライベートアドレスをグローバルに変換する流れはわかりますが、

ISPのルータはそんなことしていませんよ。
それを行うのは利用者側のルータです。
ただ、必ずしもグローバル／プライベートのルーティングするとは限りませんが・・

ISPで割り当てられたグローバルアドレスはモデムのWAN側（接続ポイントのIPアドレス＝モデムはUnNumberd)か
ルータのWAN側です。
PCにはグローバルアドレスは割り当てられません。

＞ブロードキャスト送信がLANの外に出ると世界中のPCに送信され大変なトラッフィックが発生するのではないでしょうか？

セグメントの異なるブロードキャストはルータを超えません。

＞IPアドレスのないPCからのパケットがなぜISPに届く(LAN、自宅から外に出られるのか)のかわかりません。

TCP/IP通信を行うならばIPアドレスがない限り行えませんが、最初の認証まではIPアドレスを使いません。

回答No.1

foitec

まずPPPoEはあくまでPPPのことですから電話回線であれEthernet回線であれ両端の（Pointo to Point）接続するためのプロトコルであることには変わりありません。

誤解しているようですが、Ethernetだから流れるプロトコルがTCP/
IPだということはありません。
また電話回線だからTCP/IPが流れないということもありません。
つまり、利用者ののLANを経由してインターネットに接続するのか、あるいは電話線を使ってプロバイダにつなぐのかということは、TCP/IPは関知しておらず、逆に制約もないのです。
基本的役割は、2点間できちんとデータ交換ができることを確認し（接続の確立）、データをカプセル化して運ぶということです。

さて本題
このPPPで確立したセッションで利用者のPCからは（DHCPクライアントサービースにより）ISPのDHCPDISCOVERメッセージをブロードキャストします。（DHCPサーバーはいませんか～～～）
これはLAN内のDHCPサービスでも同じでクライアントPCは自身のIPアドレスが割り当てられていない場合DHCPDISCOVERメッセージをブロードキャストします。

DHCPサーバはDHCPDISCOVERメッセージの応答として、IPアドレス他の情報を含むDHCPPROFFERメッセージをダイレクト送信またはブロードキャストします。
複数のDHCPサーバが存在する場合、クライアントは複数のDHCPPROFFERメッセージを受信することになりますが
その中の一つのDHCPサーバを選択し、DHCPREQUESTメッセージをブロードキャストします。

これを受信したDHCPサーバはコンフィグレーション情報を含むDHCPPACKメッセージを送信します。

ここまでTCP/IPは無関係だということはお分かりでしょう。
しかし要求されたクライアントは分かるわけです。

DHCPPACKメッセージのIPアドレスフィールドには、割り当てられたネットワークアドレスが挿入されています。
また、要求されたIPアドレスが割り当てられない等、DHCPREQUESTメッセージの要求に答えられない場合は、DHCPサーバはDHCPNAKメッセージを送信します。

DHCPクライアントは、DHCPPACKッセージを受信するとパラメータのチェックを行い、リース期間などを記録しておきます。

一部省きますがこれによりクライアントにはIPアドレスが割り当てられTCP/IPによる通信が可能になります。

＞、ISPは割り当て先の機器を認識する際どの情報を利用しているのでしょうか？(

DHCPOFFERを受け取ったクライアントからDHCPREQUESTを送るのでそれを認識します。

＞当方ルーターはなくモデムのみでの接続になります。MACアドレス、モデムに割り振られているプライベートアドレスで当方の場所を認識しているとは思えません。

プライベートアドレスは関係ありません。
モデムにグローバルアドレス（PPPで確立した際に割り当てられます）です。
またはPPPoEトリガーで確立したグローバルアドレスです。
ネットワークにはひとつのアドレスしか割り当てられるわけではありません。
LANのプライベートとPPPoEで割り当てられたグローバルアドレスが混在しても構いません。

ルータを使用しない接続はインターネットに直接さらされるので安全ではありません。
（普通PPPoE接続ツールでマスカレードされますけれど）

誤解してる感が強いですが・・・モデムとPCがEthernetで接続されていたら普通はルーティング機能のあるモデム（実際はルータ）です。

＞この場合ISPと当方の自宅は別のLANとなる?)

ルータでセグメント間を繋いでいるのでWANになるでしょうね。
VPNを利用すれば広い意味でLANも可能です。

補足

回答ありがとうございます。専門用語についていけず当方の現在の知識では難しすぎて理解できませんでした。。すいません。
契約したプロバイダーは当方とは別のLANになる為、ISPのDHCPサーバにアクセスするには自宅のPCにグローバルアドレスが割り当てられていないと接続できないのではないでしょうか？(インターネット、WANに接続するには必ずグローバルアドレスが必要と認識してます)既にここで間違っているのでしょうか?
IPアドレスのないPCからのパケットがなぜISPに届く(LAN、自宅から外に出られるのか)のかわかりません。。
ブロードキャスト送信がLANの外に出ると世界中のPCに送信され大変なトラッフィックが発生するのではないでしょうか？
お手数ですが具体的な仕組みではなく初心者にも理解できる簡単な説明だと助かります。