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TCP/IP

TCP/IP







TCP/IPとは

インターネットで使われているプロトコルで、デファクトスタンダード(標準プロトコル群)であり、事実上の標準プロトコル。


制定している団体は、「IETF(the Internet Engineering Task Force)」。 制定する文書は、「RFC(Request For Comments)」。
レイヤー4アプリケーション層 HTTP(HyperTextTransferProtocol)=ホームページの閲覧
FTP(File Transfer Protocol)=ファイルの転送
SMTP(SimpleMailTransferProtocol)=電子メールの送受信
など
レイヤー3トランスポート層 セグメント間のデータ更新を行うのがレイヤー3。
ルーターで区切られたコンピューターグループ間の通信。

TCP(Transmission Control Protocol)
UDP(User Datagram Protocol)
レイヤー2インターネット層 信号が届く範囲でのデータ伝送についての決まりを担当。
セグメント内の通信を担当。

IP(Internet Protocol)
ARP(Address Resolution Protocol)
レイヤー1インターフェース層 ケーブルがつながっている機器への信号の伝達。

イーサネット(Ethernet)
フレームリレー(Frame-Relay)
PPP(Point to Point Protocol)
など


レイヤー1(インターフェース層)

ケーブルがつながっている機器への信号の伝達。

信号に変換するインターフェイス
  • LAN用=「NIC(Network Interface Card)」=LANカード
  • WAN用=「DCE(Data Circuit Terminating Equipment:回線終端装置)」

NICは、パソコンに付属しているが、DCEは、パソコンに付属していないので、NICやUSB/COMポートからDCEへ接続し、WANに接続する。




レイヤー2(インターネット層)

信号が届く範囲でのデータ伝送についての決まりを担当。
レイヤー1で扱う信号・ケーブルによって、レイヤー2の規格が異なる。

転送データのカプセルを完成させる。


  • 転送データカプセル=フレーム
  • フレーム化する(フレーミング)=フレームフォーマットをビット列に当てはめることによって、その送受信されるビットに意味ができる。


フレームフォーマット
フレーム
ブリアンブル8ビットアドレス16ビット


ブリアンブル(Preamble)
ブリアンブル(Preamble)=伝送されるフレームの最初に送られる。「フレームが始まる」という信号。


データの届く範囲

  • セグメントの範囲内
  • ハブ接続の場合=ハブに接続されている全端末
  • Point to Pointネットワーク=つながっている2台の端末


セグメントとは
パケット交換機なしで、ケーブルの分岐でつながっている範囲のこと。 内部ネットワークの範囲内。


データ通信方法

ユニキャスト(Unicast)
1対1のデータ通信
ユニキャストアドレスによって送受信する。
ブロードキャスト(Bradcast)
1対全部のデータ通信。
全員あてのデータ通信。
ブロードキャストアドレスによって送受信する。
マルチキャスト(Multicast)
1対多数のデータ通信。
複数の機器宛のデータ通信
マルチキャストアドレスによって送受信する。


アドレスの種類

ユニキャストアドレス
それぞれの機器は、ユニキャストアドレスを最低一つ持つ。
複数のインターフェイスを持つルーターのような機器は、インターフェースごとにユニキャストアドレスを持つ。
ユニキャストアドレスは、他に同じものがない(ユニークな)アドレスでなければならない。
ブロードキャストアドレス
全員宛として使われるアドレス。
マルチキャストアドレス
あて先のグループを示すアドレス。



イーサネット

イーサネットで使われるアドレス
マックアドレス(Mac アドレス)
Macアドレス(Media Access Control Address)=イーサネットで使われるアドレス。
インターフェイスに付けられた固定のアドレス。

48ビットの値で、
先頭の24ビットは、「ベンダーコード」と呼ばれるインターフェースを製造したメーカーの番号、
後半の24ビットが、製造したメーカーがつけた番号(ベンダー割り当てコード)。


イーサネットフレーム
あて先MACアドレス 送信元MACアドレス タイプ ペイロード FCS
48ビット 48ビット 16ビット 368~12000ビット 32ビット


あて先MACアドレス
送信元MACアドレス
タイプレイヤー3PDUの種類を特定する値
ペイロードカプセル化されるレイヤー3PDU(運ばれるデータ)
FCSエラーチェック用ビット列




レイヤー3(トランスポート層)

セグメント間のデータ更新を行うのがレイヤー3。
ルーターで区切られたコンピューターグループ間の通信。

IP(Internet Protocol)=「アドレッシング」と「ルーティング」を利用してネットワークを使用するためのプロトコル。
アドレッシング=インターネット用の論理アドレスのこと。
ルーティング=ネットワークのルートをを決めること。


IPの種類
  • IP version4
  • IP version6

IPのバージョンに互換性はない。



IPデータグラム
IPヘッダー ペイロード(上位のレイヤー4PDUなどが入る)
20バイト+α(オプション) 0~8キロバイト


IPヘッダーの種類
順序種類ビット数解説
1 バージョン 4 IPのバージョン
2 ヘッダー長 4 IPヘッダーの長さ
3 サービスタイプ 8 パケットの優先度/重要度
4 データ長 16 IPヘッダーとペイロードをあわせた長さ
5 ID 16 データグラムの識別番号
6 フラグ 3 データグラムを分割しているかどうかの判別
7 フラグメントオフセット 13 分割した場合、元に戻す際に使用される
8 TTL 8 パケットの生存時間
9 プロトコル 8 上位プロトコルの指定
10 ヘッダーチェックサム 16 IPヘッダーのエラーチェック用コード
11 送信元IPアドレス 32 送信元の論理アドレス
12 送信先IPアドレス 32 送信先の論理アドレス
13 オプション n 特別な設定をする際に使う。なくてもよい。