1.通信プロトコル(通信規約)とは...rip: routing information protocol ospf: open...
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111Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
❒OSI参照モデルの同一階層間でのデータのやり取りの仕方を規定し
たもの。(いわば、装置と装置がしゃべる言語の文法)
従わなければならない約束事
従わなければならない約束事
(送信側) (受信側)
【通信プロトコルで規定される項目の例】-通信の開始はどのようにするか?
-通信中にエラーが発生した場合、どう回復するか?-通信の終了はどのようにするか?-やり取りするデータの形式はどのようにするか?-・・・・・
1.通信プロトコル(通信規約)とは
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222Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
❒各階層毎に独立なヘッダ情報(AH、PH、・・)が付加される。
❐各層の送信-受信間でその層のヘッダ情報を用いて通信を行う。
2.通信プロトコルの仕組み
アプリケーション・ヘッダ
プレゼンテーション・ヘッダ
セッション・ヘッダ
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333Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
3.インターネット標準プロトコル:TCP/IP❒TCP、IP、その他インターネットで利用されるプロトコルの総称
❒4つの機能階層から成る。-アプリケーション層・・・・・・・・・・メール、Web制御など(SMTP、HTTPなど)
-トランスポート層・・・・・・・・・・・・端末間送受信制御(TCPなど)
-インターネット層・・・・・・・・・・・・着端末までの配送制御(IPなど)
-ネットワークインタフェース層・・・・・物理層とリンク制御(イーサネットなどのLAN等)
SMTP(25),FTP(20,21),
TELNET(23),DNS(53),SNMP(161),NNTP(119),POP3(110),HTTP(80)
TCP UDP
IP RIPOSPF
イーサネットトークンリングFDDI
PPP
※
アプリケーション 層
セッション層
トランスポート層
ネットワーク層
データリンク層
物 理 層
プレゼンテーショ ン層
OSI参照モデル
※)通信回線の物理仕様
アプリケーション層
トランスポート層
インターネット層
ネットワークインタフェース層
TCP/IP
注)
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
FTP: File Transfer Protocol
TELNET: TELecommunication NETwork
SNMP: Simple Network Management
Protocol
DNS: Domain Name System
NNTP: Network News Transfer Protocol
POP3: Post Office Protocol 3
HTTP: HyperText Transfer Protocol
TCP: Transmission Control Protocol
UDP: User Datagram Protocol
IP: Internet Protocol
RIP: Routing Information Protocol
OSPF: Open Shortest Path First
PPP: Point-to-Point Protocol
FDDI: Fiber Distributed Data Interface
ポート番号
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444Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
http://seesaawiki.jp/w/jama23/d/OSI%B4%F0%CB%DC%BB%B2%BE%C8%A5%E2%A5%C7%A5%EB%A4%C8TCP/IP
4.アプリ毎、各層で適切なプロトコルが選ばれる
ホームページ 電子メール
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555Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
http://www.infraexpert.com/study/tcpip.html
5.Webページの転送:HTTP-TCP-IP-Ether
Webサーバ Webクライアント
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6.クライアントとサーバ(アプリケーション層)
❒インターネット上の多くのアプリケーションは、クライアント/サーバ型の構成をとる。
❒クライアントとサーバは、トランスポート層以下のプロトコルを使用して通信
クライアント サーバ
サービス要求
サービス提供
コンピュータ コンピュータ例:・Webクライアント・メールクライアント
例:・Webサーバ・メールサーバ
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777Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
7.転送データの組立て手順
データアプリケーション層
トランスポート層
インターネット層
ネットワークインターネット層
送出方向
緊急ポインタ
オプション
チェックサム
ウィンドウ
コードビット
リザーブ
ヘッダ長
応答確認番号
シーケンス番号
宛先ポート番号送信元ポート番号
パディング
プロトコル チェックサム
フラグメントオフセット
フラグ
ヘッダ長
サービスタイプ
オプション
宛先IPアドレス
送信元IPアドレス
生存時間
識別子
パケット長
バージョン
TCPヘッダ
I Pヘッダ(IPv4)
32ビット
チェックサムパケット長
宛先ポート番号送信元ポート番号
UDPヘッダ
パケット長/タイプ
送信元MACアドレス
宛先MACアドレス
イーサネットヘッダ
32ビット
トレーラ
(即ち、FCS)
セグメント/パケット
データグラム
フレーム
例えばPCなどTCP:セグメント
UDP:パケット
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888Ⓒ増田 2018流通経済大学
8.MACアドレスとIPアドレスの関係
通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
MACフレーム
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999Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
9.トランスポート層プロトコル:TCP❒TCPとは
コネクション型の端末間送受信プロトコル。通信の開始・終了処理を行う。
❒特徴
①高信頼な通信(○):重複・紛失のないデータ送受信
・送達確認・再送機能
・フロー制御機能(ウィンドウサイズ)
②データ転送効率はUDPよりも低い(△):ヘッダ部に多くの制御情報。
送信元ポート番号 宛先ポート番号
シーケンス番号
応答確認番号
ヘッダ長
リザーブ
コードビット ウィンドウ
チェックサム 緊急ポインタ
オプション
TCPヘッダ
データアプリケーション層
トランスポート層
インターネット層
ネットワークインターネット層 送出方向
セグメント
パケット
フレーム
例えばPCなど
32ビット
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101010Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
10.コネクション確立/解放とデータ転送例
確立処理
解放処理
データ転送
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111111Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
11.フロー制御の例
❒受信側は、受信バッファ(メモリ)の空きの大きさを「ウインドウサイズ」
として送信側へ逐次送っている。
256B→
1536B→
送信要求
受信バッファの空き=>1024B
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121212Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
12.データ転送エラー回復の例
❒データが途中で紛失することによって、送達の確認が一定時間内に
とれないと、同一データが再度送信される。
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131313Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
13.トランスポート層プロトコル:UDP
❒UDPとは
コネクションレス型の端末間送受信プロトコル。いきなりデータ送受信を行う。
❒特徴
①信頼性低い(△)
・誤り制御・フロー制御なし。ポート振り分けと誤り検出のみ。
②データの送受信は効率的(○):ヘッダ部の制御情報少。
※インターネット電話(VoIP)などに使用される。
UDPヘッダデータアプリケーション層
トランスポート層
インターネット層
ネットワークインターネット層 送出方向
セグメント
パケット
フレーム
例えばPCなど
送信元ポート番号 宛先ポート番号
パケット長 チェックサム
32ビット
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141414Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
IPパケット化
圧縮
AD変換
IPパケット分解
伸長
DA変換
音声 ヘッダIP網
音声情報 音声情報
音声(64kb/s)
音声 音声音声
音声
RTPヘッダ、UDPヘッダ、IPヘッダ
RTP:Realtime Transport Protocol UDP:User Datagram Protocol
IP:Internet Protocol
※ VoIP(Voice over IP)の仕組み
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151515Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
❒機能
①フラグメンテーション:上位データの分割(送信時)、再組立て(受信時)。
②IPルーティング:上位メッセージをIPアドレスに基づき、宛先へ届ける。
❒特徴
①コネクションレス型サービス:宛先との間にコネクションを設定せずに送受信。
②送達確認機能、再送機能、共になし。
送出方向
データアプリケーション層
トランスポート層
インターネット層
ネットワークインターネット層
セグメント
データグラム
フレーム
例えばPCなどバージョン
ヘッダ長
サービスタイプ
パケット長
識別子 フラグフラグメントオフセット
生存
時間プロトコル チェックサム
送信元IPアドレス
宛先IPアドレス
オプション パディング
I Pヘッダ(IPv4)
32ビット
14.インターネット層プロトコル:IP
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161616Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
15.フラグメンテーション
❒サイズの大きなIPパケットを,小さなMTU(Maximum Transfer Unit、最大転送
単位)を持つネットワークに通す場合、IPパケットを分割して(フラグメント化し
て)中継すること。
http://www.hitachi.co.jp/Prod/comp/network/manual/router/gr4k/0900/HTML/KAISETSU/0081.HTM
×8バイト
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171717Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
16.IPアドレス(v4)の在庫が枯渇!
H24情報通信白書(総務省)
(注)APNIC:Asia Pacific Network Information Centre
(注)IANA:Internet Assigned Numbers Authority
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181818Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
17.IPv6のヘッダ
(注)カッコ内の数字はビット数
(128)
(128)
(16) (8) (8)
(20)
(8)(4)
IPv4の4倍に拡大
送信元IPアドレス
送信先IPアドレス
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191919Ⓒ増田 2018流通経済大学通ネ第10回180615 インターネットのプロトコル
18.IPv4とIPv6の特徴比較
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071009/284039/