ネットワーク・モデルの お話 OSI参照モデルとTCP/IP階層モデル 2019/9/15 

前書き • 概念的な話であるため分かりずらい面があると思います • ただWiresharkといったパケットを見るソフトを利用する際に 重要な知識となるので、知っておくと追々便利だとは思います。 

パケットの話 • パケット データを細かく分割したもの 各層での上の名前 メッセージ セグメント パケット フレーム ビット 

OSI参照モデルとは 標準化 • このモデル作成前は、会社各々が定めていた • 結果、競合性が悪くなる OSI参照モデル • 国際標準化機構（ISO)によって定められた コンピュータが持 つべき通信機能を階層構造に分割したモデル • それぞれの階層が相互に接続するというもの 

階層の紹介 • アプリケーション層 

通信機能をなぜ階層化したのか • ある階層を別のものに入れ替えても、他の層には影響がない 分離をしないと、すべてを入れ替える必要がある • 各層の役割が明確となり、実装単純化となる メンテナンス性の向上もある 

使われていないOSI参照モデル 標準的に採用されるのは TCP/IP階層モデル 

TCP/IP階層モデル • OSIでは七層だったが、ここでは四層となる 

アプリケーション層-TCP/IP階層モデル • OSI参照モデルのセッション層からアプリケーション層に相当 • どのような形式や手順でデータをやり取りするかを定めます。 • 有名プロトコル HTTP www上でHTMLを通信するためのプロトコルである。 TCP/IP階層モデル 

アプリケーション層のプロトコル-続き • DHCP 接続されたコンピュータに対して、自動的にIPアドレスを付与す る。 これがなければ、手動で被りがないか確認、割り当てが必要 となる • SMTP 電子メールを送信するために使われるプロトコル • FTP クライアントとサーバ間でファイル転送を行うためのプロトコル 脆弱性のために重要な情報は扱えない TCP/IP階層モデル 

アプリケーション層のプロトコル-続き • telnet 遠隔のコンピュータを操作するのに用いられるプロトコル • SSH 上の脆弱性をカバーしている。 • DNS URLなどに使われているドメイン名をIPアドレスに 変換するプロトコル 紐づけられているIPを検索している twitter.com -> 2.23.140.1.1 TCP/IP階層モデル 

トランスポート層-TCP/IP階層モデル • データの転送を制御する役割 • ポート番号を用いて、アプリケーションを識別する役割を持つ。 ポート番号を提供することで、サーバー内で複数のアプリが通信を行え るようになる。 • 有名プロトコル TCP UDP TCP/IP階層モデル 

TCP –トランスポート層 • TCPは安全重視の通信であり、信頼性を提供する。 • 信頼性を提供するための技術 • 再送処理 • 輻輳制御 Etc TCP/IP階層モデル 

UDP –トランスポート層 • UDPはTCPのような信頼性はない。 • 速度重視のプロトコルとなる 使われる場面 • パケットが落ちても本質には影響がないもの • 動画など TCP/IP階層モデル 

インターネット層-TCP/IP階層モデル • 送信元ホストから宛先ホストへIPアドレスに基づいて データグラムを送付する役割を担っている。 主なプロトコル • IP • ICMP TCP/IP階層モデル 

IP -インターネット層 • IPアドレスを規定して、これを基に経路制御を行う • IPアドレスについて IPアドレスは32bitで構成される IPはアドレスはネットワーク部とホスト部に分かれている。 TCP/IP階層モデル 

アドレスクラス TCP/IP階層モデル 

クラス ホスト部の数は、 クラスA 16,777,214コ B 65,534コ C 254コ D ホスト部なし このためクラスBの需要が上がる。 • これでは特定のクラスが、偏って用いられる。 • 需要IPの枯渇が懸念される TCP/IP階層モデル 

サブネットマスク • アドレスクラスの場合、ネットワーク部とホスト部が固定され ている • サブネットマスクを使うと、自由に切れ目を決めることができ る • ホスト部の数を必要な分に抑えることができる • ネットワーク部の長さをサブネットマスク長と表現する TCP/IP階層モデル 

ここまで紹介してきたIPアドレス • 104.244.42.193 といった形であり、32bit表現である。 現在主流で使われているIPは、バージョン４と呼ばれる そして、現在バージョン6なるものが登場している 

IPv4とIPv6について • 現在主流として用いられるIPv4 32bit構成 → 合計約43億個 →多いようで少ない • IPv6 128bit構成 →合計約340澗 上位64bitがネットワーク部に相当する 枯渇により実装が急がれたが、サブネットマスクの登場、プライ ベートアドレスの登場、セキュリティ強化によりIPv6は普及に 至っていない TCP/IP階層モデル 

ICMP -インターネット層 • 簡単に表現すると、IPの働きを助けるプロトコル 機能の一部紹介 • パケットが到達できない場合、障害を通知するメッセージを送 信する • 生存時間が超えた場合にメッセージを送る TCP/IP階層モデル 

ネットワークインターフェース層 -TCP/IP階層モデル • OSI参照モデルのデータリンク層と物理層に相当 • 上位層から受け取ったデータを物理的な通信媒体に送り出すた めの層 ※物理的な通信媒体 = 光ファイバー.. TCP/IP階層モデル 

イーサネット-ネットワークインターフェー ス層 • コンピュータネットワークの規格のひとつ • LANを構築しようとしたら、使うプロトコル 種類 • 速度による違い • 光ファイバといった媒体の違い TCP/IP階層モデル 

参考元 • https://www.infraexpert.com/study/tcpip17.html • https://ja.wikipedia.org/wiki/File_Transfer_Protocol • https://qiita.com/mogulla3/items/efb4c9328d82d24d98e6 • http://takaq1.plala.jp/contents/jitaku_server/network/network3- 3.htm TCP/IP階層モデル