詳解TCP/IP 勉強会 3章 IP インターネットプロトコル

Transcript

1. IP :
   イ ン タ ー ネ ッ ト プロ トコ ル
   o n
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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)
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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
   

   View Slide

7. IPヘッダ
   全データ⻑
   IPデータグラムの全⻑
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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
   

   View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

12. IPヘッダ
    送信元IPアドレス
    宛先IPアドレス
    そのまま
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

29. ifconfigコマンド
    

    View Slide

30. ifconfigコマンド
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide

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
    

    View Slide