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TCP/IP に入門したい

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OSI参照モデル

階層 名前 主な機能
7 アプリケーション層 アプリケーション上の通信に関する処理
6 プレゼンテーション層 共通のデータフォーマットへの変換
5 セッション層 データ転送方法の決定
4 トランスポート層 データ転送の信頼性の保証
3 ネットワーク層 ルーティング
2 データリンク層 直接接続された機器同士の通信
1 物理層 データと物理信号の変換
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TCP/IP

階層 名前 OSI参照モデル比較
4 アプリケーション層 アプリケーション層
プレゼンテーション層
セッション層
3 トランスポート層 トランスポート層
2 インターネット層 ネットワーク層
1 ネットワークインターフェース層 データリンク層
0 ハードウェア 物理層
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IP (Internet Protocol)

IPアドレス

  • ネットワーク層で利用されるアドレス
  • 32bit 符号なし整数 (IPv4)
  • ネットワーク部 と ホスト部 で構成される

ブロードキャストアドレス

  • 同一リンクに接続されたすべてのホスト にパケットを送信するためのアドレス
  • ホスト部のビットをすべて 1 にするとブロードキャストアドレスになる

サブネットマスク

  • IPアドレスのネットワーク部を決定するための識別子
  • ネットワーク部と同じビットを 1 、ホスト部と同じビットを 0 にする
    • IPアドレス 172.20.100.52 の上位26ビットがネットワーク部の場合
      サブネットマスク: 255.255.255.192 または 172.20.100.52/26

経路制御（ルーティング）

  • ホストやルータは 経路制御表（ルーティングテーブル） に基づきパケットの配送先を決定する
  • 経路制御表の作成方法は 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 がある

分割処理と再構築処理

  • データリンクによって最大転送単位 (MTU) が異なる
  • MTUを超えるデータを転送する場合はIPデータグラムの分割処理（フラグメンテーション）が行われる
  • 分割されたIPデータグラムの再構築処理は終端ホストのみで行われる

経路MTU探索

  • 経路MTU (PMTU, PathMTU) は、転送先までの経路にあるデータリンクの最小MTU
  • 経路MTUを特定し、転送元でその大きさにデータを分割してから送信する

DNS (Domain Name System)

  • ドメイン名は階層化されている

ネームサーバー

  • 自身の階層のドメインに関する情報を管理するサーバー
  • リゾルバからの問い合わせに対しデータベースに情報があればそれを返す。情報がない場合は上位階層のネームサーバーに問い合わせる

ARP (Address Resolution Protocol)

  • IPアドレスを用いてMACアドレス解決を行うためのプロトコル
  • MACアドレスを問い合わせるための ARP要求パケット と、それに応じてMACアドレスを通知するための ARP応答パケット がある
  • ARP要求パケットは同一リンク内の全てのホストにブロードキャストされ、該当するIPアドレスのホストは自身のMACアドレスを埋めたARP応答パケットを返す
  • 目的のIPアドレスが同一リンク上にない場合は、ルーターのMACアドレスをARPで調べる