更新事項
課題10
Domain Name Server → Domain Name System
処理不可 → 処理負荷
●教科書を参照し, OSI参照モデルの名称・機能・TCP/IP階層モデルの名称・主なプロトコル・規格, コンピュータ実装について, 空欄を埋めよ。
OSI参照モデル
・7層 アプリケーション層
機能：特定のアプリケーションに特化したプロトコル
・6層 プレゼンテーション層
機能：機器固有のデータフォーマットとネットワーク共通のデータフォーマットの交換
・5層 セッション層
機能：通信の管理,
コネクションの確立/切断
4層以下の管理
・4層 トランスポート層
機能：両端ノード間のデータ転送の管理,
データ転送の信頼性を提供する
・3層 ネットワーク層
機能：アドレスの管理と経路の選択
・2層 データリンク層
機能：直接接続された機器間でのデータフレームの識別と転送
・1層 物理層
機能："0"と"1"を電圧の高低や光の点滅に変換する,
コネクタやケーブルの形状の規定
TCP/IP階層モデル
・7~5層 アプリケーション層
規格：DNS, URI, HTML, HTTP, TLS/SSL, SMTP, POP, IMAP, MIME, TELNET, SSH, FTP, SNMP, MIB, SIP, LDAP
実装：アプリケーションプログラム
・4層 トランスポート層
規格：TCP, UDP, UDP-Lite, SCTP, DCCP
実装：オペレーティングシステム
・3層 インターネット層
規格：ARP, IP, ICMP
実装：4層と同じ
・2層 ネットワークインタフェース層
規格：PPP, Ethernet, Wi-Fi
実装：デバイスドライバとネットワークインタフェース
・1層 (ハードウェア)
規格：2層と同じ
実装：2層と同じ
●データリンクを流れるパケットの様子を簡略化した図の空欄を埋めよ.
データリンク層
イーサネットヘッダ
・宛先MACアドレス
・送信元MACアドレス
・イーサネットタイプ
ネットワーク層
IPヘッダ
・送信元IPアドレス
・宛先IPアドレス
・プロトコルタイプ
トランスポート層
TCP/UDPヘッダ
・送信元ポート番号
・宛先ポート番号
セッション層, プレゼンテーション層, アプリケーション層
アプリケーションのヘッダやデータ
・データ
データリンク層
イーサネットトレイラ
・FCS
●ネットワークを構成する機器について, その役割を示せ.
ゲートウェイ(Gateway)
プロトコルの変換をする装置
レイヤ4-7スイッチ
トランスポート層より上の情報でトラフィックを処理する装置
ルーター(Router)/レイヤ3スイッチ
ネットワーク層によってパケットを転送する装置
ブリッジ(Bridge)/レイヤ2スイッチ
ネットワークをデータリンク層で延長する装置
リピータ(Repeater)
ネットワークを物理層で延長する装置
ネットワークインタフェース(Network Interface)
コンピュータをネットワークに接続するための装置
●Ethernetフレームフォーマットについて, 各フィールドの名称, 長さ, 説明を記入せよ.
プリアンプル
長さ：８byte
説明：送受信の同期を取り, フレームの始まりを合図するビット列
宛先MACアドレス
長さ：６byte
説明：イーサネットフレームを受信するコンピュータのMACアドレス
送信元MACアドレス
長さ：６byte
説明：イーサネットフレームを送信するコンピュータのMACアドレス
タイプ
長さ：２byte
説明：「データ」に格納する上位層プロトコルを識別するフィールド
データ
長さ：４６～１５００byte
説明：送信するデータ, 46bit未満の場合は"0"を追加
FCS
長さ：４byte
説明：受信したフレームに誤りがないかどうかを調べるビット列
●コースに割り当てられたネットワークを, 4つの研究室で均等にサブネットに分割することになった. 研究室Dの例を参考に, 以下の空欄を埋めよ.
割当ネットワーク： 133.71.50.0/24
| 研究室A | 研究室B | 研究室C | 研究室D | |
|---|---|---|---|---|
| サブネット表記 | 133.71.50.0/26 | 133.71.50.64/26 | 133.71.50.128/26 | 133.71.50.192/26 |
| 割当可能IPアドレス範囲 | 133.71.50.1 - 133.71.50.62 |
133.71.50.65 - 133.71.50.126 |
133.71.50.129 - 133.71.50.190 |
133.71.50.193 - 133.71.50.254 |
| 割当可能台数 | 62台 | 62台 | 62台 | 62台 |
| サブネットマスク | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 | 255.255.255.192 |
| ネットワークアドレス | 133.71.50.0 | 133.71.50.64 | 133.71.50.128 | 133.71.50.192 |
| ブロードキャストアドレス | 133.71.50.63 | 133.71.50.127 | 133.71.50.191 | 133.71.50.255 |
●IPV4パケットのヘッダのフィールドの名称・長さ・機能を記せ.
バージョン
長さ：０４bit
機能：IPのバージョン, IPv4は0100
ヘッダ長
長さ：０４bit
機能：IPパケットのヘッダの長さ(4byte単位)
サービスタイプ
長さ：０８bit
機能：データグラムを使用するサービスの性質
パケット長
長さ：１６bit
機能：IPパケット全体の長さ
識別子
長さ：１６bit
機能：フラグメント化されたパケットを識別し, 再構成するためのID番号
フラグ
長さ：０３bit
機能：パケットの分割に関する制御, 未使用・分割可/不可・終了/続く
フラグメントオフセット
長さ：１３bit
機能：分割されたフラグメントのオリジナルデータでの位置(8byte単位)
生存時間(TTL)
長さ：０８bit
機能：ルーティングを許可する回数
プロトコル
長さ：０８bit
機能：IPヘッダの次のヘッダのプロトコル
ヘッダチェックサム
長さ：１６bit
機能：IPヘッダが壊れていないか
送信元IPアドレス
長さ：３２bit
機能：送信元のIPアドレス
宛先IPアドレス
長さ：３２bit
機能：送信先のIPアドレス
オプション
長さ：可変
機能：テスト・デバッグ
パディング
長さ：可変
機能："0"を入れ, ヘッダ長を32bitの整数倍にする
●IPを補助, 拡張する仕組みについて, 正式名称, 機能を説明せよ.
DNS
正式名称：Domain Name System
機能：ホスト名とIPアドレスの対応関係を管理する仕組み
ARP
正式名称：Address Resolution Protocol
機能：宛先IPアドレスを手掛かりにして, 次にパケットを受け取るべき機器のMACアドレスを調べる手順
ICMP
正式名称：Internet Control Message Protocol
機能：ネットワークが正常に動作しているかどうかの確認と, 異常が発生したときのトラブルシューティング(障害対策)をする手順
DHCP
正式名称：Dynamic Host Configuration Protocol
機能：IPアドレスの設定を自動化したり, 配布するIPアドレスの一括管理を行う手順
NAPT
正式名称：Network Address Port Translator
機能：IPアドレスとポート番号を別のIPアドレスとポート番号に付け替える装置
(1) 下の図において, ポート番号に対応するプロトコル名, プロトコルを使用するアプリケーション名, トランスポートレイヤのプロトコル(TCP or UDP)を記せ.
20 ftp-data TCP
File Transfer [Default Data]
21 ftp TCP
File Transfer [Control]
23 telnet TCP
Telnet
25 smtp TCP
Simple Mail Transfer Protocol
53 domain TCP, UDP
Domain Name System
80 http TCP, UDP
World Wide Web HTTP
110 pop3 TCP
Post Office Protocol-Version3
143 imap TCP
Internet Message Access Protocol v2, v4
443 https TCP, UDP
http protocol over TLS/SSL (QUIC)
67 bootps UDP
Bootstrap Protocol Server (DHCP)
68 bootpc UDP
Bootstrap Protocol Client (DHCP)
123 ntp TCP, UDP
Network Time Protocol
161 snmp UDP
SNMP
162 snmp trap UDP
SNMP TRAP
(2) TCPとUDPの比較表を完成させよ.
| 項目 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 正式名称(英語) | Transmission Control Protocol | User Datagram Protocol |
| プロトコル番号(3層) | 6 | 17 |
| ヘッダ長(オプション無) | 20 byte | 8 byte |
| 信頼性 | 高い | 低い |
| 処理負荷 | 重い | 軽い |
| リアルタイム性 | 低い | 高い |
| 使用するアプリケーション | メール | 電話 |
| 再送処理の有無 | 有 | 無 |
| コネクション | 有 | 無 |
(1) ルーティングプロトコル, 関連用語に関して, 表の空欄を埋めよ.
RIP2
説明：Routing Information Protocol 2
メトリック：ルータ数
方式：距離ベクトル
適応範囲：組織内
OSPF
説明：Open Shortest Path First
メトリック：ネットワークのコスト
方式：リンク状態
適応範囲：組織内
BGP
説明：Border Gateway Protocol
メトリック：AS
方式：経路ベクトル
適応範囲：対外接続
ルータ
説明：インターネットにおいて, ネットワークとネットワークを接続する装置
メトリック
説明：経路制御において, 転送の判断に用いられる指標
ルーティング
日本語名：経路制御
説明：ルータにおいて, 宛先ホストの方向へパケットを転送するための処理
ルーティングテーブル
日本語名：経路制御表
説明：ルータにおいて, 受け取ったパケットの宛先IPアドレスを元に, 次に転送すべきルータを決定するための情報
スタティックルーティング
日本語名：静的経路制御
説明：ルータやホストに固定的に経路情報を設定する方法
ダイナミックルーティング
日本語名：動的経路制御
説明：ルーティングプロトコルを動作させ, 自動的に経路情報を設定する方法
(2) アプリケーションプロトコルに関して下の表の空欄を埋めよ.
ファイル転送
20番(TCP) FTP データ転送
21番(TCP FTP 制御
遠隔ログイン
22番(TCP) SSH 暗号化
23番(TCP) TELNET 通常
電子メール
25番(TCP) SMTP 送信
110番(TCP) POP3 受信(クライアント型)
143番(TCP) IMAP4 受信(サーバ型)
- MIME 拡張規格
World Wide Web
80番(TCP) HTTP 通常
443番(TCP) HTTPS 暗号化
ネットワーク管理
161番(UDP) SNMP 参照・設定
162番(UDP) SNMP イベント通知
名前解決
53番(TCP) DNS サーバ
53番(UDP) DNS リゾルバ
名前解決
53番(TCP) DNS サーバ
53番(UDP) DNS リゾルバ
IPアドレス管理
67番(UDP) DHCP サーバ
68番(UDP) DHCP クライアント