ドットコムマスター ★★ Chapter2

※公式テキストの内容をまとめています！！ 2.1.1 IPアドレス IPアドレスは、インターネット上の住所のようなものです。IPアドレスの構造などについての詳細は、こちらです↓ IPアドレス グローバルアドレスとプライベートアドレス IPアドレスを管理する団体は、ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers アイキャン)です。ICANNから各地域のNIC(Network Information Center)へ、そこからさらに各国別のNICへとIPアドレスの割り当て権限を委譲しています。 日本は、APNIC(Asia Pacific NIC)からJPNIC(JaPan NIC)へ、さらにJPNICから基準を満たしたISPへとIPアドレス割り当ての権利が委譲されています。

2.1.2 ネットマスク IPアドレスは、ネットワークアドレスとホストアドレスから構成されます。ネットワークアドレスとホストアドレスの区切りを示すために、ネットマスク(サブネットマスク)を利用します。 サブネットマスクについて詳しくはこちら↓ サブネットマスク ネットワークアドレスとホストアドレスの区切りは、「クラス」と呼ばれる概念である程度わかります。しかし、IPアドレスを有効に利用するためにひとつのネットワークアドレスを複数のサブネットにわけるということを行います。これを「サブネッティング」と呼んでいます。 サブネッティングは、サブネットマスクを右にずらすことによって、ひとつのネットワークを複数のサブネットに分割します。 サブネッティングについて詳しくはこちら↓ サブネッティング サブネッティングの方法 サブネッティングのムダ サブネッティングの考え方を拡張して、完全にクラスの概念を無くしてしまう方法として、CIDR(Classless Interdomain Routing)と呼ばれる手法があります。 サブネットマスクを自由に変更することによって、効率よくIPアドレスの割り当てを行うことができます。 ネットワークを分割するサブネッティングは、サブネットマスクを「右に」ずらします。その逆で、複数のネットワークをひとつにまとめるスーパーネッティングと呼ばれる方法があります。スーパーネッティングは、サブネットマスクを「左」にずらすことによって、複数のネットワークをまとめることができます。 スーパーネッティングを行うことによって、ルータのルーティングテーブルのサイズを小さくすることができ、ネットワークの安定性も向上します。

2.2.1 ルーティング 「ルーティング」とはルータが行う重要な機能です。ルータは異なるネットワークを相互接続します。ルータはこの異なるネットワーク間のデータを中継して、通信を可能にしています。 ルータの機能について詳しくはこちら↓ ルータ(ルーティング概要) パソコンの設定で、「デフォルトゲートウェイ」という項目を設定しますが、これは、異なるネットワークへの「出口」を意味しています。デフォルトゲートウェイは、同じネットワークに接続されているルータのIPアドレスを指定することになります。

2.2.2 ルーティング手法に関する知識 ルータがルーティングするためには、やってきたパケットの送信先IPアドレスと自分が持っている「ルーティングテーブル」を照らし合わせて、中継先を判断しています。 ルーティングテーブルには、次のような情報が含まれています。 ・あて先ネットワーク ・ネクストホップアドレス ・メトリック ・出力インタフェース ・経路を学習してからの時間 ルーティングテーブルを誰がどのように作成して維持するかによって、ルーティングの方法は大きく2種類に分類されます。 スタティックルーティング 管理者が手作業で、ルータにルーティングテーブルを設定する方法 スタティックルーティングについて詳しくはこちら↓ ルータ(スタティックルーティング) ダイナミックルーティング ルータで「ルーティングプロトコル」を動作させることによって、ルータ同士が情報を交換し、自動的にルーティングテーブルを設定する方法。ダイナミックルーティングについて詳しくはこちら↓ ルータ(ダイナミックルーティング) スタティックルーティングとダイナミックルーティングの比較についてはこちら↓ ルータ(Statici or Dynamic ?)

2.3.1 IPに関する基礎知識 IPはインターネット上で利用されているプロトコルです。特徴としては、「パケット」と呼ばれる細かいデータに分割して送信します。パケット一つ一つの経路はわかりません。パケットに分割して送ることで、通信回線を占有せず、効率のよい通信を行うことができます。 IPパケットには、IPヘッダがつけられています。IPヘッダには、さまざまな機能を実現するための制御情報が記述されます。 IPヘッダの詳細についてはこちらです↓ IPヘッダ その１ IPヘッダ その２ IPアドレス以外に、ネットワークではさまざまなアドレスを利用します。これらの違いは、OSI参照モデルの階層で理解するとわかりやすいでしょう。IPアドレスはOSI参照モデルのネットワーク層のアドレスです。LANで通信する場合のMACアドレスは、データリンク層でのアドレスになります。 MACアドレスは、NIC(Network Interface Card)に焼き付けられている48ビットのアドレスです。最初の24ビットはベンダID、残りの24ビットがシリアル番号です。 LANのフレームに通信したい相手のMACアドレスを指定して、送り出すとそのMACアドレスを持つNICが受信して、上位層のプロトコルの処理を行っていきます。 MACアドレスについて詳しくはこちら↓ トポロジ、媒体アクセス制御、MACアドレス イーサネットのフレームフォーマットはこちら↓ イーサネットのフレームフォーマット ただし、自分のMACアドレスなら簡単にわかりますが、通信相手のMACアドレスはわかりませんよね？そこで、通信相手のMACアドレスを求める仕組みが必要です。それがARP(Address Resolution Protocol)です。ARPによって、IPアドレスからMACアドレスを求めることができます。 ARPについて詳しくはこちら↓ ARP(Address Resolution Protocol) ARPフォーマット

2.3.2 TCP/UDPに関する知識 インターネットはIPだけで成り立っているわけではありません。4つの階層にわかれたさまざまなプロトコルから成り立っています。 TCP/IPの階層構造について詳しくはこちら↓ TCP/IPの階層構造 TCP/IP階層構造の中でトランスポート層に含まれるプロトコルがTCPとUDPです。この2つのプロトコルは主にデータを転送する目的で利用します。 TCPはコネクション型プロトコルと呼ばれ、信頼性の高いデータ転送を行うことができます。信頼性が高い分、さまざまな処理を行うのでデータの転送効率はあまりよくありません。 TCPについて詳しくはこちら↓ TCPヘッダ その１ TCPヘッダ その２ TCPヘッダ その３ TCPヘッダ その４ UDPはコネクションレス型プロトコルといい、信頼性はあまり高くないのですが、データの転送効率にすぐれています。 UDPについて詳しくはこちら↓ UDPヘッダ TCP、UDPの使い分けはどのようなデータを転送するかによります。データサイズが大きくて、もしも途中でデータが失われると最初からやり直ししなくてはいけないようなデータはTCPを利用します。データサイズがあまり大きくなくて、少しぐらい途中でデータが失われてもそれほど問題がない音声データなどはUDPを利用すると効率が良いです。

2.3.3 アプリケーションプロトコル 公式テキストでなぜこの位置にOSI参照モデルがやってくるのかちょっとよくわかりませんが、OSI参照モデルはさまざまなネットワークの仕組みを考える上で、基準となるものです。7階層から成り立ち、それぞれの階層で通信の仕組みをモデル化しています。 OSI参照モデルについて詳しくはこちら↓ OSI参照モデル その1 OSI参照モデル その2 OSI参照モデル その3 OSI参照モデル その4 OSI参照モデル その5 TCP/IPには、OSI参照モデルと同じくアプリケーション層が存在し、さまざまなアプリケーションプロトコルがあります。 TCP/UDPから上位のアプリケーションを識別するために使う番号が、ポート番号です。ポート番号は、あらかじめ決められウェルノウンポート番号があり、サーバのアプリケーションを識別します。クライアント側は通信するときに、ランダムポートが割り当てられます。 ポート番号について詳しくはこちら↓ TCPヘッダ その１ WWWの80番、メール受信(POP)の110番、メール送信(SMTP)の25番などの有名なポート番号は覚えておいた方がいいかもしれませんね。

2.4.3 名前解決 ドメイン名からIPアドレスを求めることを「名前解決」と呼んでいます。名前解決の仕組みは、WEBサーバ、ブラウザ、メールサーバ、メールクライアントなどのほとんどのアプリケーションで必要となるものです。 そのため、わざわざ名前解決の仕組みをアプリケーションプロトコルに組み込むことはあまり効率が良くありません。そのため、名前解決を行うための専用のモジュールを利用しています。このモジュールを「リゾルバ」と呼んでいます。 ホスト名で通信をしようとすると、クライアントのアプリケーションは、リゾルバを使って、DNSサーバにホスト名に対するIPアドレスを要求し、通信相手のIPアドレスを解決して、IPパケットを作成しネットワークに送り出しています。 DNSについて詳しくはこちら↓ DNS その１ DNS その２ DNS その３

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