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詳解TCP/IP 勉強会 3章 IP インターネットプロトコル

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March 20, 2017
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詳解TCP/IP 勉強会 3章 IP インターネットプロトコル

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March 20, 2017
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  1. IP :
    イ ン タ ー ネ ッ ト プロ トコ ル
    o n

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  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

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  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)

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  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

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  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

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  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

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  7. IPヘッダ
    全データ⻑
    IPデータグラムの全⻑

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  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

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  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

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  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

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  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

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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

    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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  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

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  29. ifconfigコマンド

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  30. ifconfigコマンド

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  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

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  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

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  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

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