TCP/IP

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TCP/IP プロトコル群を説明します。

(執筆中)


TCP/IPスィート

 インターネットのプロトコルを総称して,TCP/IP(ティシーピーアイピー)といいます。代表的なプロトコルが,TCPとIPということで,そのような名称がつきました。TCP/IPといっても本来は,膨大なプロトコルの集合でので,全体を指すときには,TCP/IPスィートといいます。

 メールの設定で,登場する,smtp,pop3,ファイルのダウンロードの場面で登場する,ftp,ホームページのアドレスの前に付いている,http などが,TCP/IPスィートを一員です。

プロトコルスタック

OSI7層モデル TCP/IPプロトコルスタック
アプリケーション層 アプリケーション層 FTP他 SNMP他
プレゼンテーション層
セッション層
トランスポート層  トランスポート層 TCP UDP
ネットワーク層 インターネットワーク層  IP
データリンク層 ネットワークインターフェース層 CSMA/CD他
物理層 100BASE-TX他

IP(Internet Protocol)とは

 インターネットにつながったものにそれぞれに番地(アドレス)を割り当てます。そのアドレスを IP アドレスといいます。Internet Protocol(インターネット規約)上の番地(アドレス)と意味です。現在は,4 バイト = 32 ビットを割り当てています。現在(2002年)は,IPv6 という新規格が提唱されており,16 バイト= 128 ビットに移行するかどうかというところです。

 この4バイトのIPアドレスの書き方は,1バイトごと10進数で表現して,1バイトごとに,ピリオドを切れ目ます。

 例 192.168.1.1,255.255.255.0

ドメインネーム

 IPアドレスは,数字の羅列で利用するにはわかりにくいです。そのため,特定のIPアドレスには,英字の名前をつけます。たとえば,www.yscon.co.jp という名前が,○.○.○.○を表しています。この名前をドメインネームといいます。実際のアドレスとドメインネームの対応は,DNS(Domain Name Service)が実施します。

ネットワークアドレスとホストアドレス

 インターネットは,特定の組織内のネットワークを互いに接続して,大きくしたネットワークです。いわゆる,ネットワークのネットワークです。そのため,インターネットの世界で,ネットワークというと,組織内のネットワークを指し,ネットワークのネットワークがインターネットを指します。

 また,インターネットでは,UNIXが動作するコンピュータを中心に発展しました。そのため,IPアドレスの割り当ての基本は,UNIXマシーン1台に対して1アドレスが基本でした。UNIXは,マルチユーザシステムですので,1台のコンピュータに対して,ディスプレイとキーボードを複数つなぐ,TSS(タイムシェアリング)です。そのため,UNIXマシンは,中心となるという意味で,ホストコンピュータと呼ばれます。これは,大型機のコンピュータをホストと呼ぶのと同じです。

 IPアドレスの構造は,組織内のネットワークの中にホストコンピュータがあるという前提で,4バイト(=32ビット)のアドレスは

 ネットワーク部+ホスト部に分割されます。

 クラスA ネットワーク部(8ビット)+ホスト部(24ビット)  大規模ネットワーク用
 クラスB ネットワーク部(16ビット)+ホスト部(16ビット)
 クラスC ネットワーク部(32ビット)+ホスト部(8ビット)  小規模ネットワーク用

とネットワークの規模によって,IPアドレスの分割の仕方が決まりました。

 ホスト部をさらに分割して,サブネットアドレス+ホストアドレスして,サブネットという単位を設けています。たとえば,クラスCで,さらに,

 ネットワーク部(32ビット)+サブネットワーク部(4ビット)+ホスト部(4ビット)と分けることができます。

 通常,www.yscon.co.jp というのは,特定のIPアドレスに対応しており,www.yscon.co.jp で,特定のホストコンピュータに対応します。yscon.co.jp は,その組織全体のネットワーク名を表します。IBMのロボコードを公開しているサーバは,http://www.alphaworks.ibm.com/ です。これは,

 www.alphaworks.ibm.com で特定のコンピュータ(サーバー)を指します。

 ibm.com が,ネットワーク部に対応,ここがドメイン名と言われる
 alphaworks が,サブネットワーク部に対応,ここがサブドメイン名と言われる。
 www が,ホスト部に対応,ここが,コンピュータの名前になる。

サブネットマスク

 IP アドレスが,ホストアドレス部+ホストアドレス部と分割され,ホストアドレスが,さらに,サブネットアドレス部とホストアドレス部と分割されるのは,すでに話しました。下の表でいうと,上2行のようになります。

ネットワークアドレス部 ホストアドレス部
ネットワークアドレス部 サブネットアドレス部 ホストアドレス部
 ネットワークアドレス部 ホストアドレス部

 上の表の一番下のように,ネットワークアドレス部とサブネットアドレス部は,コンピュータ1台のレベルからみたら,ともにネットワークのアドレスになります。ネットワークに接続されたコンピュータからみると,ネットワークアドレス部+サブネットアドレス部が,自分の属しているネットワークを示し,最後のホストアドレスが自分自身のアドレスになります。

 イーサネットのLANに接続されているパソコン(コンピュータ)では,LAN上の信号を常時チェックしており,自分あてに遅れていた信号を受け取り,そうでないものは無視をします。自分あての信号かどうかは,流れている信号の宛先アドレスと,自分が記憶している自分のアドレスと一致しているかどうかをチェックして調べます。完全に一致したら,自分あての信号となります。その信号を受け取ります。

 また,自分のアドレスと完全に一致していなくても,ネットワークアドレス(サブネットも含む)が一致していたら,ネットワーク全員に対して送る信号の可能性があるので,受け取ります。そのため,おのおのパソコンには,自分のアドレスと,IPアドレスのうち,ネットワークアドレス部の長さが知らせておくことが重要になります。その長さを知らせるのが,サブネットマスクです。

 サブネットマスクとは,上の表でいうと,3段目のネットワークアドレス部のビット全て1にして,ホストアドレス部のビットが全て0となります。そうすることで,流れている信号の行き先IPアドレスと論理積をとり,自分のIPアドレスと比較することで,ネットワークアドレス(サブネットを含む)が一致していることがわかります。

 サブネットマスクによって,実質的な,ネットワーク部+ホスト部の構造がそれぞれのパソコンで実現します。

CIDR(Classless Inter-Domain routing) サイダー

 クラスA,クラスB,クラスCのように,ネットワーク部を最初の8ビット,16ビット,24ビットと区別することは,サブネットを導入することで,実質的な意味がなりました。クラスに関係無く,32バイトの中で,ネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目をいるのが,CDIRです。

 日本総合ビジネス専門学校の例(2002/10/18現在)を見てみましょう。

 名称 IPアドレス IPアドレス(ビット)
 ネットワークアドレス  61.114. 80.232  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 0000
 サブネットマスク 255.255.255.240  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000
 ルータ  61.114. 80.233  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1001
 smtp.school.ac.jp  61.114. 80.234  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1010
 www.school.ac.jp  61.114. 80.235  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1011
(未使用)  61.114. 80.236  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1100
 proxy.school.ac.jp  61.114. 80.237  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1101
(未使用)  61.114. 80.238  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1110
 ブロードキャスト  61.114. 80.239  0011 1101 0111 0010 0101 0000 1110 1111

 サブネットマスクのIPアドレス(ビット)の 1 が並んでいるところが,ネットワークアドレス部,0 が並んでいるところが,ホストアドレス部となります。

 ホストアドレス部のビットが,全て 0 の場合は,ネットワークアドレスを示し,全て 1 の場合は,ブレードキャストの信号を表します。上の表で言うと,最初の行と最後の行にあたります。この2行のIPアドレスは,ホストに割り振ることはできません。

TCP と UDP

 TCP と UDP は,ともに,IP を利用したプロトコルで,OSI の第4層,トランスポートに位置します。トランスポートは,日本語に直すと,転送です。

 

 

 

のIPアドrすあh,

IPアドレスの単位は,ホストアドレスと呼ばれます。これは,UNIXが動作するホストコンピュータを¥指していました。

 IPアドレスは,

 4バイト=32ビット

TCPとUDP

TCP/IP Transmission Control Protocol

 TCPとIPを中心にして発達したインターネット上のプロトコルを全体をさす。

smtp simple mail transfer protocol

 メールサーバー間,クライアントからメールサーバーへ転送するときのプロトコル

ftp

 


spage@yscon.co.jp

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