詳解TCP/IP 勉強会 3章 IP インターネットプロトコル

1. IP : イ ン タ ー ネ ッ ト プロ トコ ル o n
2. ⽬次 • 3.1 イントロダクション • 3.2 IPヘッダ • 3.3 IPルーティング • 3.4 サブネット・アドレッシング • 3.5 サブネット・マスク • 3.6 特殊なケースのIPアドレス • 3.7 サブネットの例 • 3.8 ipconfigコマンド • 3.9 netstatコマンド • 3.10 IPの未来 • 3.11 まとめ
3. イントロダクション • IPとは – TCP/IPプロトコル内の主⼒ – コネクションレス – 信頼性がない • 本章では – IPヘッダのフィールド – IPルーティング – コマンド(ipconfig , netstat)
4. IPヘッダ • IPヘッダとは – 20バイト(オプションを除く) • ネットワーク・バイト・ オーダー – ビッグ・エンディアン – リトル・エンディアン
5. IPヘッダ ヘッダ⻑ IPヘッダ⾃体の⻑さ。 単位は4オクテット(32ビット) 例：オプションなし→5 4x5＝20オクテット
6. IPヘッダ TOS 8ビットから構成 ビット 意味 012 優先度 3 最⼤限の遅延 4 最⼤限のスルー プット 5 最⼤限の信頼性 6 最⼩限の経費 (3-6) 最⼤限のセキュリ ティ 7 未使⽤
7. IPヘッダ 全データ⻑ IPデータグラムの全⻑
8. IPヘッダ 識別⼦ 同⼀ホストによるデータグラム の識別
9. IPヘッダ TTL データグラムがパスできるルー ターの制限 ルーティング・ループに閉じ込 められることを防ぐ
10. IPヘッダ プロトコル IPヘッダの次のヘッダのプロト コルを⽰す
11. IPヘッダ ヘッダ・チェックサム IPヘッダが壊れていないことを 保証する
12. IPヘッダ 送信元IPアドレス 宛先IPアドレス そのまま
13. IPヘッダ オプション ・セキュリティラベル ・ソースルート ・ルートレコード ・タイムスタンプ 可変⻑なので空きに0を詰める
14. IPルーティング • 宛先がダイレクトにつながっている(PtoP)、または共有ネットワーク上 にある →直接転送 • そうでない →デフォルトのルーターに転送 • ホストとルーターが同⼀のルーティング・アルゴリズムを利⽤可 • データグラムを受け取る →ブロードキャスト・アドレスがチェック →Y：指定のプロトコル・モジュールに送信 N：⑴パケットを転送 ⑵破棄
15. IPルーティング • ルーティング・テーブルのエントリ – ホスト・アドレスかネットワーク・アドレス – ネクスト・ホップ・ルーター – フラグ – ネットワーク・インターフェース
16. IPルーティング • ホップ・バイ・ホップ – ルーターが知っているのは次のルーターのIPアドレス • IPルーティングの動作 – 完全な宛先IPアドレスと適合するエントリを探す→送る
17. IPルーティング • 例 – 同⼀のEthernetにデータグラムを送る場合 – Bsdi → sun • ⼿順 – ルーティング・テーブル を検索 →同⼀のEthernet上である ことが判明 →リンク・ヘッダ付与 →送信
18. IPルーティング • 例 – 異なるネットワーク上にデータグラムを 送る場合 – bsdi → ftp.uu.net(192.48.969) • ⼿順 – bsdi：デフォルト – sun：デフォルト – netb：デフォルト • Ethernetアドレス取得のためにARPを使⽤ – gateway：デフォルト
19. サブネット・アドレッシング • IPアドレス→ネットワークIDとホストID ホストID→サブネットIDとホストID • 理由：単⼀のネットワークに接続されるホストがそこまで(215-2とか)多 くない • 利点：外部ルーターにネットワーク組織の詳細を隠す
20. サブネット・アドレッシング • N：サブネットの番号 • 利点2：ルーティング・ テーブルのサイズを⼩さ くする – 140.252.xx.xxというホストに アクセスしたい →140.252.104.1へのパスを知っ ているだけでよい
21. サブネット・マスク • サブネットIDとホストIDの境界を⽰す • ネットワークIDとサブネットID→1 ホストID→0
22. サブネット・マスク • 例 • ①は同じネットワーク、違うサブネット • ②は 同じネットワーク、同じサブネット • ③は違うネットワーク(クラスC) ネットワークID サブネットID ホストID ホスト・アド レス 140.252.1.1 140 252 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 サブネット・ マスク 255.255.255.1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 宛先IPアドレ ス ①140.252.4.5 140 252 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 ②140.252.1.22 140 252 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 ③192.43.252.6 192 43 252 6
23. 特殊なケースのIPアドレス 例えばBOOTPなどホスト⾃⾝がIPアドレスを決定 するときの初期化⼿続きの⼀部
24. サブネットの例 • サブネット13にEthernet、ポイント・ツー・ポイント接続の2つがある • サブネット番号を増やさないとこれ以上ホストが接続できない →解決策：サブネットIDの拡張 – サブネットIDを8→11 ホストIDを8→5
25. サブネットの例 • サブネットIDを8→11 ホストIDを8→5 ポイント・ツー・ポイントに010 Ethernetに001
26. サブネットの例 Ethetnetのサブネット と 最後の5ビット(全部1だから31) を組み合わせ →140.252.13.32 + 31 = 140.252.13.63
27. ifconfigコマンド • コンピュータが指定されているネットワークの状態を知るコマンド • Le0：Ethernet • Sl0：SLIP • Lo0：ループバックアドレス、127.0.0.1 圧縮SLIPを⾏うためのコンフィグレー ション・オプション
28. ifconfigコマンド 4.4BSDフラグ インターフェースが⾃分⾃⾝ への送信を認識できないとき に指定
29. ifconfigコマンド
30. ifconfigコマンド
31. netstatコマンド • netstatコマンド – システムのインターフェースに関する情報の提供 – -i インターフェース情報を出⼒ – -n ホスト名の代わりにIPアドレスを出⼒ MTU ⼊⼒パケット数 エラー数 出⼒パケット数 エラー数 衝突の数 現在の出⼒キューのサイズ
32. IPの未来 • 問題 – クラスBのアドレスの枯渇(古い？) – 32ビットIPアドレスが妥当で無くなる – ルーティング構造が階層的ではなくフラット • 解決 – SIP(Simple Internet Protocol) – PIP – TUBA(TCP and Bigger Addresses) – TP/IX • 上記3つは現⾏のTCP、UDPを⽤いる • IPv6が使⽤されるようになった
33. まとめ • IPヘッダ • IPルーティング – ルーティング・テーブル – エントリの優先順位 • サブネット・マスク • インターフェースやネットワークを知るためのコマンド – netstat、ifconfig • 未来の話