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みちしげとくやす
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1 ネットワーク工学第 13 課アプリケーションとトランスポート学習内容アプリケーションプロトコル TCP 制御とポート番号

2 アプリケーションプロトコルの概要ネットワークを利用するアプリケーション特有の通信処理を行う OSI モデルの第層のすべての機能をもつ通信コネクションの管理 ( セッション ) データフォーマットの変換 ( プレゼンテーション ) 相手ホストとのやり取り ( アプリケーション )

3 DNS(Domain Name System) インターネット :IP アドレスで通信ユーザ : ローマ字で入力 IP アドレス (2 進数 ) ドメイン名 ( ローマ字 ) DNS サーバホスト名と IP アドレスの効率よい管理方式ホスト名と IP アドレスのデータベースを管理

4 DNS とドメイン名 ( ドメインネーム ) ドメイン名所属組織を識別するための名前例 : 大阪工業大学のドメインネーム oit.ac.jp (osaka institute of technology academy japan) ホスト名ドメイン名の前に付けホストを表す例 :D 科のサーバ ( ホスト名 :elc) elc.oit.ac.jp

5 ドメインの階層構造 root org jp com ietf ieee ac co ac co jp ac co go ne gr 大学企業政府機関ネットワークサービスの提供組織法人資格を持たない任意団体個人

6 DNS の問い合わせ ( 正引き ) コマンド :nslookup [ ドメイン名 ] 使用しているネームサーバ DNS からの応答ドメインに対する IP アドレス

7 WWW の概念と URL WWW の定義内容 1. 情報へのアクセス手段と位置 2. 情報の表現フォーマット 3. 情報の転送などの操作 URL(Uniform Resource Locator) インターネット上の資源を表す表記法スキーム :// ホスト名 ( ポート番号 )/ 絶対パス例 :

8 HTML HTML(Hyper Text Markup Language) Web ページを記述するためのタグ言語ハイパーテキスト機能画面に表示する文字絵にリンククリックにより別の文字や絵を表示 ( インターネット上のすべてのリソースにリンク可能 ) Java Sun Microsystems 社が開発プラットフォームに依存しないデータフォーマット

9 HTTP HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) Web ページの情報の転送プロトコル情報取得要求 elc.oit.ac.jp 情報送信 GET HTTP-Text MIMEヘッダ HTTP OK MIMEデータ HTML-Textデータ GET HTTP-Image MIME ヘッダ

10 電子メール電子メールのプロトコル :SMTP SMTP では TCP を利用して効率と信頼性を高める送信メールサーバ送信 SMTP SMTP インターネット受信メールサーバ POP 受信

11 電子メールアドレス MIME 電子メールを用いるときに使われるアドレス住所と氏名に相当する住所の形式 kumamoto@elc.oit.ac.jp メールアカウントホスト名ドメイン名 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions) 電子メールで送信できるデータ形式を拡張 ( 動画音声プログラムファイルなどが送信可能 ) OSI では第 6 層 ( プレゼンテーション ) に該当ヘッダと本文で構成ヘッダでデータ形式を指定

12 遠隔ログイン (TELNET) 遠隔ログインによるアプリケーションの実行システムの環境設定のプロトコルルータや高機能スイッチなどのネットワーク機器にログインして設定する場合にも使用クライアント telnet クライアント OS telnet デーモン OS シェルサーバシェル :OS とユーザの仲介をしてくれるプログラム例 :Explorer(Win) Finder(Mac) Bash csh(unix)

13 ファイル転送 (FTP) コンピュータ間でファイルを転送するプロトコル FTP では 2 つの TCP コネクションを使用制御用 (21 番 ): 認証ファイル名データ転送用 (20 番 ) クライアントサーバデータ転送用コネクション制御用コネクション

14 NAT(Network Address Translation) プライベート IP アドレスを用いてインターネットにアクセスできるようにする外部との通信にはルータのアドレスを用いる ( アドレス変換 ) LAN ローカルネットワーク ( プライベート IP アドレス ) WAN 外部ホスト ( グローバル IP アドレス )

15 NAT の例ローカルネットワーク内からのパケットは全て送信元がとして扱われるルータは宛のパケットをローカルネットワークに転送する問題 :2 台以上のホストが同時に通信できない

16 PAT(Port Address Translation) ローカルネットワーク内からのパケットを IP アドレスとポート番号の組み合わせで扱う PAT の例 <=> : <=> : 9003

17 トランスポート層とは? トランスポート層のプロトコル TCP: 伝送制御プロトコル信頼性のある通信を提供 UDP: ユーザデータグラムプロトコル同報通信やアプリケーションに細かい制御を任せる場合必要となる通信の特性によりプロトコルを選択

18 トランスポート層での通信処理トランスポート層 : インターネット層 : データリンク層 : ポート番号 IPアドレス MACアドレス HTTP FTP イーサネットヘッダ IP ヘッダ送信元ポート番号 2000 宛先ポート番号 80 接続要求フラグ

19 ポート番号 1. 標準で決められている番号 (Well-known Port) 使うポートを固定的に決める方法 HTTP FTP TELNET などの代表的なプロトコルは番号が決定されている一般に 0~1023 番に割り振られる 2. ダイナミックな割り当て方法サーバ側ポート番号は決まってるがクライアント側は決まってないクライアントは OS に番号をまかせる

20 ポート番号とプロトコル番号キーワード ftp-data ftp ssh telnet 25 smtp 80 http 110 pop3 内容 File Transfer[Data] File Transfer[Control] SSH remote login Telnet Simple Mail Transfer Protocol 53 domain Domain Name System World Wide Web HTTP Post-Office Protocol Ver.3

21 TCP の機能パケット破棄パケットロス重複順序入れ替わりの解決チェックサムシーケンス番号と確認応答再送制御コネクション管理ウィンドウ制御

22 シーケンス番号と確認応答確認応答 :ACK( 肯定 ) NACK( 否定 ) ホストA ホストB データ (1~1000) 確認応答 (ACK=1001) データ (1001~2000) 確認応答 (ACK=2001) 送信ホストは一定のサイズのデータグラムをシーケンス番号順に受信ホストに送信受信ホストはデータを受け取ると送信ホストに確認応答 (ACK) を行う送信ホストは ACK を受信後続きのデータグラムを送信

23 TCP のコネクション管理ホスト A ホスト B コネクション確立データ転送データ転送の前後でコネクションの確立切断コネクション切断

24 Way ハンドシェイク SYN 送信 (seq = x) ホスト A SYN/ACK 受信 (seq = y ACK = x+1) ACK 送信 (ACK = y+1) ホスト B SYN 受信 (seq = x) SYN/ACK 送信 (seq = y ACK = x+1) ACK 受信 (ACK = y+1)

25 ウィンドウ制御ウィンドウサイズ =4000 ホスト A データ (1~4000) データ (4001~ 8000) ホスト B 確認応答 (1001~ 4001) 確認応答 (5001~ 8001) RTT( 往復時間 ) が長くなると性能が悪くなるウィンドウ制御シーケンス毎に確認応答を行わず連続してデータを送る

26 フロー制御輻輳制御フロー制御 ( 流量制御 ) 受信側のホストの負荷の状態に合わせて送信パケット量に制限を加える輻輳制御 ( 混雑解消 ) 通信開始時にウィンドウ制御により大量のパケットを送信するとネットワークが混雑 TCP ではスロースタートアルゴリズムを用いて混雑を解消

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PowerPoint Presentation コンピュータ科学 III 担当 : 武田敦志 http://takeda.cs.tohoku-gakuin.ac.jp/ IP ネットワーク (1) コンピュータ間の通信 to : x Data to : x y Data to : y z Data 宛先 B のパケットは z に渡す A 宛先 B のパケットは y に渡すルーティング情報