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1 コンピュータネットワーク 第 6 回 2013 年 5 31 ( )

2 授業 の Web ページを 意しました /5/31 コンピュータネットワーク 2

3 先週までのおさらい 通信の階層 リンク層 イーサネット (Ethernet) CSMA/CD インターネット層 IP(Internet Protocol) ルーティング 2013/5/31 コンピュータネットワーク 3

4 OSI 参照モデル 階層の名称応 層プレゼンテ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 役割特定応 サービスと共通応 サービスの提供抽象構 と転送構 の相互変換セッション制御 : 向 半 重 全 重順序制御や誤り制御機構データ転送のための経路選択や中継機能フレーム ( ビット列 ) の順序制御 誤り制御機能 2 ノード間においてビット列の伝送を なうための規格 順 機能特性 2013/5/31 コンピュータネットワーク 4

5 TCP/IP 階層モデル 階層の名称概要具体例 アプリケーション層 (Application) トランスポート層 (Transport) アプリケーションを実現 HTTP DNS SMTP POP IMAP FTP SNMP NNTP アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供 TCP UDP インターネット層 (Internet) リンク層 (Link) データを送信元から宛先に運ぶ 直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル IP ICMP ARP RARP イーサネット FDDI X.25 ISDN 同軸ケーブル UTP 光ファイバー 2013/5/31 コンピュータネットワーク 5

6 先々週の部分 TCP/IP 階層モデル 階層の名称概要具体例 アプリケーション層 (Application) トランスポート層 (Transport) インターネット層 (Internet) リンク層 (Link) アプリケーションを実現 HTTP DNS SMTP POP IMAP FTP SNMP NNTP アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供 データを送信元から宛先に運ぶ 直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル TCP UDP IP ICMP ARP RARP イーサネット FDDI X.25 ISDN 同軸ケーブル UTP 光ファイバー 2013/5/31 コンピュータネットワーク 6

7 リンク層 直接接続されたネットワーク上での通信を確 する層 代表的なものは以下の 3 つ イーサネット (Ethernet) トークンリング FDDI(Fiber Distributed Data Interface) LAN( ローカルエリアネットワーク ) 上でデータ転送を なうためのプロトコル いずれもデータ転送に フレーム と呼ばれるデータのかたまりを いる リピータ 直接接続 リピータ ハブを介した接続 2013/5/31 コンピュータネットワーク 7

8 イーサネットフレームの構造 プリアンブル フレーム開始デリミタ データ FCS フレームチェックシーケンス 最 宛先アドレス 送信元アドレス タイプフィールド データがどのプロトコルを使っているかを す情報 単位はオクテット 1 オクテット = 8 ビット MAC アドレス 48ビット (6オクテットのデータ) イーサネット上の端末を識別するためのデータ 上位 3オクテットは ネットワーク製品の製造者を す 2013/5/31 コンピュータネットワーク 8

9 先週の部分 TCP/IP 階層モデル 階層の名称概要具体例 アプリケーション層 (Application) トランスポート層 (Transport) インターネット層 (Internet) リンク層 (Link) アプリケーションを実現 HTTP DNS SMTP POP IMAP FTP SNMP NNTP アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供 データを送信元から宛先に運ぶ 直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル TCP UDP IP ICMP ARP RARP イーサネット FDDI X.25 ISDN 同軸ケーブル UTP 光ファイバー 2013/5/31 コンピュータネットワーク 9

10 リンク層とインターネット層 LAN A LAN B ホスト X ホスト Y ホスト X からホスト Y へ通信する場合 リンク層プロトコルは同 ネットワーク内しか送ることができない インターネット層プロトコルを利 し ホスト Y まで中継してもらう 2013/5/31 コンピュータネットワーク 10

11 リンク層とインターネット層 リンク層プロトコルとインターネット層プロトコルの違い リンク層では同 通信路上のホスト間 インターネット層は複数のネットワークを越えてネットワーク間のデータ伝送を実現 ルーティング (Routing) 経路制御 ネットワークを越えてデータ転送を なう機能 経路制御を なうネットワーク機器をルータ (Router) と呼ぶ インターネット層のプロトコル IP (Internet Protocol) ICMP (Internet Control Message Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) RARP (Reverse Address Resolution Protocol) 2013/5/31 コンピュータネットワーク 11

12 IP (Internet Protocol) インターネットにおいてデータ転送の 基礎となるプロトコル さまざまな特徴 コネクションレス ベストエフォート 経路選択 ( ルーティング ) データグラム と呼ばれるデータの かたまりごとに通信を う 2013/5/31 コンピュータネットワーク 12

13 IP データグラムのフォーマット IP データグラムのフォーマット バージョンヘッダ サービス種別全 ( オクテット ) 識別 フラグ断 位置 存時間プロトコルチェックサム 送信元アドレス宛先アドレス オプションパディングデータ IP アドレス : 送信元と宛先のホストを指定するデータ ( 番号 ) 2013/5/31 コンピュータネットワーク 13

14 中継器 ( ルータ ) とパケットの転送? どっちに転送したらいい?? ホスト X ホスト Y 2013/5/31 コンピュータネットワーク 14

15 直接ルーティングと間接ルーティング ルータ V ルータ W LAN A LAN B ホスト X ホスト X Y ホスト Y ホスト Z 同じネットワークの中なので ARP で聞くとホスト Y の MAC アドレスが返ってくる ホスト Y の MAC アドレスを宛先に IP データグラムをイーサネットフレームに載せて送信 ホスト X Z LAN A を越えるので ARP で聞くとルータ V の MAC アドレスが返ってくる ルータ V の MAC アドレスを宛先に IP データグラムをイーサネットフレームに載せて送信 2013/5/31 コンピュータネットワーク 15

16 今週の部分 TCP/IP 階層モデル 階層の名称概要具体例 アプリケーション層 (Application) トランスポート層 (Transport) インターネット層 (Internet) リンク層 (Link) アプリケーションを実現 HTTP DNS SMTP POP IMAP FTP SNMP NNTP アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供 データを送信元から宛先に運ぶ 直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル TCP UDP IP ICMP ARP RARP イーサネット FDDI X.25 ISDN 同軸ケーブル UTP 光ファイバー 2013/5/31 コンピュータネットワーク 16

17 今週やること トランスポート層 TCP(Transport Control Protocol) UDP(User Datagram Protocol) 2013/5/31 コンピュータネットワーク 17

18 クライアント - サーバモデル クライアント サービスを受けるもの PC モバイル端末 携帯電話 サーバ サービスを提供するもの これやってちょうだい かしこまりました 2013/5/31 コンピュータネットワーク 18

19 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B 送りたいデータ L3 ヘッダ 送りたいデータ L2 ヘッダ L2 データ L1 ヘッダ L1 データ ここでは 3 階層の通信でそれぞれがパケット通信をすることを仮定しています 2013/5/31 コンピュータネットワーク 19

20 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B L1 ヘッダ L1 データ 2013/5/31 コンピュータネットワーク 20

21 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B L1 ヘッダ L1 データ L1 ヘッダ S1 は L1 だけのヘッダを て中継する機器 2013/5/31 コンピュータネットワーク 21

22 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B L1 ヘッダ L1 データ 2013/5/31 コンピュータネットワーク 22

23 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B L1 ヘッダ L1 データ L2 ヘッダ L2 データ R1 は L2 のヘッダを て中継する機器 2013/5/31 コンピュータネットワーク 23

24 実際の Web アクセスでのデータの流れ A から B へデータを渡す A S1 R1 B L1 ヘッダ L1 データ L2 ヘッダ L2 データ L3 ヘッダ L3 データ 元々の送りたいデータ 2013/5/31 コンピュータネットワーク 24

25 TCP と UDP IP が出来ること 経路制御 ( ルーティング ) を いて 遠くの相 とでもデータをやり取り可能 IP が出来ないこと 信頼できる通信 複数のサービスを同時提供 そこで TCP と UDP TCP (Transmission Control Protocol) UDP (User Datagram Protocol) HTTP DNS SMTP POP3 IMAP FTP SNMP NNTP TCP UDP IP (ICMP ARP RARP) イーサネット FDDI X.25 ISDN 同軸ケーブル UTP 光ファイバー 2013/5/31 コンピュータネットワーク 25

26 TCP(Transport Control Protocol) 信頼性のある通信を実現するプロトコル 信頼性提供のための機能 コネクション指向 順序制御 再送制御 フロー ( 流量 ) 制御 輻輳回避 Web やメールは TCP の上で動いている セグメント と呼ばれるデータのかたまりごとに通信を う 2013/5/31 コンピュータネットワーク 26

27 ポートを利 した多重化 ポート 複数サービスを提供する通信相 に対して どのサービスを利 するかを特定するもの TCP と UDP はともにポート番号でサービスを指定する 番 特に 1024 番未満の数を Well-Known ポート番号と呼ぶ TCP における代表的なサービスとポート番号 22 ssh 23 telnet 25 smtp 80 http 110 pop3 123 ntp 443 https 2013/5/31 コンピュータネットワーク 27

28 TCP セグメントのフォーマット 送信元ポート あて先ポート シーケンス番号 応答確認番号 ヘッダ 予約 フラグ (Code bit) ウインドウサイズ チェックサム 緊急ポインタ オプション データ 宛先 / 送信元ホストを指定する機能を提供していない 中継 転送機能を提供していない IP などの下位プロトコルで提供 2013/5/31 コンピュータネットワーク 28

29 TCP コネクションと 3-Way Handshake きちんとした通信を確 するため TCP には コネクション という概念がある コネクション確 状態の制御のためにフラグが いられ フラグの状態によりパケットの 途が決まる フラグの種類 SYN コネクション確 の要求 ACK 応答確認 SYN+ACK その他 RST FIN URG 元気? おれも元気だよ で 件なんだけど SYN SYN+ACK ACK 元気だよ おまえは? 2013/5/31 コンピュータネットワーク 29

30 Wireshark で TCP 3-Way Handshake を る Wiresharkを ち上げて キャプチャを開始する Webを るなどして 定時間したあと Filterをかける ip.proto == 6 TCPのパケットで SYN SYN+ACK ACKと成っている3つの組を つけてみよう 2013/5/31 コンピュータネットワーク 30

31 UDP(User Datagram Protocol) TCP が持っていた機能を持たない シンプルなプロトコル コネクションレス 順序 再送制御なし フロー制御なし リアルタイム性の いサービスは UDP の上で動いている VoIP ストリーミング データグラム と呼ばれるデータのかたまりごとに通信を う 送信元ポート セグメント データ あて先ポート チェックサム 2013/5/31 コンピュータネットワーク 31

32 まとめ 階層の名称 概要 アプリケーション層 Application アプリケーションを実現 トランスポート層 Transport アプリケーションのた めにエンド間の通信 サービスを提供 順序 再送 フ ロー制御 多重化 インターネット層 Internet データを送信元から宛 先に運ぶ 中継機能 順序 再送 フ ロー制御なし リンク層 Link 直接接続されたネット ワーク上で通信される ための通信プロトコル LAN内で直接通信 中継機能なし 2013/5/31 コンピュータネットワーク 32

33 TCPで通信しているパケットの確かめ SYN ACKといったフラグが確認できる 2013/5/31 コンピュータネットワーク 33

34 第 2 回課題 : 内容と提出物 課題内容 Wireshark を使ってパケットデータを取得 そのときに Web でどこかのサイトにアクセスする パケットデータより 分が利 したホスト (PC) の IP アドレスを調べよ TCP で通信している通信のポート番号 ( 送信元 宛先 ) を調べよ 提出内容 分が利 したホスト (PC) の IP アドレス TCP 通信におけるポート番号と その該当パケットの番号 パケットデータ 2013/5/31 コンピュータネットワーク 34

35 第 2 回課題 : 提出 法と締切 提出 法 電 メール 分の IP アドレスはメール本 に記載 パケットデータ中のパケット番号と そのパケットにおける TCP の宛先ポートと送信元ポートの番号をそれぞれメール本 に記載 パケットデータはファイルをメールに添付 メールタイトル ( 件名 ) に [ コンピュータネットワーク :( 学籍番号 )] と れること akira.kanaoka@is.sci.toho-u.ac.jp ( アットマークが全 になっていますので 半 に直してから送ってください ) 締切 2013 年 6 14 ( )18:00 注意 : 電 メールで提出した場合 必ず私から 受領しました というメールを返信します 返信がない場合は メールば届いていない可能性があります 課題提出後は 岡からの受領メールを必ず確認してください 英語ではメール返信はしません データが全く同じ 達がいた場合 最初に提出した のみを通常の評価 にし 後の は 半分の評価 とします 2013/5/31 コンピュータネットワーク 35

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