n-20070628

ネットワーク
コミュニケーション
トランスポート層
TCP/UDP
6/28/07
1
5/24のスライド No.3
 基本機能（２）
 4つの機能がモジュー
ル化され，右図のよう
に層をなしている
（階層化）
 これで通信が行われ
る
 今回はトランスポート
層の話
2
トランスポート層のプロトコル
TCPとUDPのふたつのプロトコル
ポートの管理
データの信頼性
パケットの到達性
 信頼性のない IP を使って，信頼性のある通
信を行うものがTCP
 IPを下請けに使って，ホスト間で通信する
 途中のルータでは利用されない
 アプリケーションにより，TCPとUDPを使い分ける




3
ポート番号とポートによる通信
4
ポート番号（１）
 1台のホストで，複数のアプリケーション
メール，WWWなど異なるアプリケーション
 複数の同じアプリケーション

 どのアプリケーションが送り出したパケットなの
か，どのアプリケーションあてのパケットなのか
区別する
 IPアドレスだけでは不可
 そのためのものがポート番号
5
ポート番号（２）
 実際にはポート番号だけでなく，
終点IPアドレス
始点IPアドレス
終点ポート番号
始点ポート番号
プロトコル番号（TCP・ＵＤＰ）
で，通信（パケット）を区別する
 この組合せをアソシエーション（association）
6
ポート番号（３）
 0～65535 （2オクテット）
 0 ～ 1023 （教科書 p.341-342）
Well Knownポート番号
 1024 ～ 49151
 予約済みポート番号
 49152 ～ 65535
 動的割当て又はプライベート用ポート番号

7
ポート番号（４）
 Well Knownポート番号

代表的なアプリケーションは使用するポート
番号が決められている

サーバの管理者が勝手に決めると，クライ
アント側は困る（意識的に変える場合もあ
る）

20，21 ftp
25 smtp
80 http
110 pop
8
ポート番号（５）
 参照サイト
 http://www.iana.org/assignments/port-
numbers
 http://www.vwnet.jp/mura/tcpip-port.htm
 http://www.mm-
labo.com/computer/tcpip/ipaddress/portsort.ht
ml
9
ポートによる通信（１）
 教科書 p.187
 サーバ（例えばwebサーバ）は
リクエスト受け付けるポート番号（80）
 プロトコル（TCP）
を決め，クライアント（利用者）からのリクエスト
を待つ

10
ポートによる通信（２）
 クライアント（利用者）は
自分が通信に使うポート番号（49152～）＊
を決め，サーバのポート番号あてに送る
 サーバは，クライアントのポート番号あてに返事
を送る
＊実際には，1024～を使っていることもある模様
もちろん，そのポート番号は別のアプリケー
ションが使っていないものである
11
ポートによる通信（３）
 サーバのポート番号は，あらかじめ決まっている
 クライアントのポート番号は，適当に決められる
12
ポートによる通信（４）
 実際にはポート番号だけでは，複数のクライアン
トからのリクエストを区別できないので，IPアドレ
スを含む5つのデータ（アソシエーション）を用い
る
13
TCPとUDP
14
TCPとUDP
15
データの信頼性
 IPとは異なり，データもチェックサムの対象として
いる（p.191，204）
16
U D P
 データが壊れていないことは保証

データ部分もチェックサムの対象
 データの到達性は保証されない

送りっぱなし
17
TCPでのパケットの到達保証
18
ＴＣＰ（到達性の保証１）
 交信するホスト間で，データが届いたかどうかの
確認をすることにより，データの到達性の保証を
する
 確認応答
ACK（アック，ACKnowledgement）
 教科書p.193～
19
ＴＣＰ（到達性の保証２）
 TCPヘッダ（p.192）
20
ＴＣＰ（到達性の保証３）
 シーケンス番号

送信するデータに付ける連続番号
 1オクテットごとにつける

データの大きさが1000オクテットの時，
最初のシーケンス番号が3001なら，
次のシーケンス番号は4001となる

この番号でパケットの順序が分かる
21
ＴＣＰ（到達性の保証４）
 確認応答番号

受信側で，次に受け取るべきシーケンス番号
を返答する

シーケンス番号3001の大きさ1000オクテット
のデータを受け取ると，確認応答番号4001の
返事を送る
22
ＴＣＰ（到達性の保証６）
 再送処理ー送信側は，一定時間内に確認応答
のないパケットを再度送る

このためには，パケットのコピーを残しておか
なければならない
23
コネクション（１）
 教科書 p.198
 通信相手が確実に応答するか確認するためなど
 データ送信の前に，
通信相手とコネクション（接続？）を確立し，
送信が終わるとコネクションを切断する
24
その他
25
ウィンドウフロー制御
 パケットごとに確認応答をしていると，効率が悪
い
 確認応答を待たずにパケットを送ることができる
 受信側で，まとめて受け取ることのできるデータ
の大きさがウィンドウサイズ
26
輻輳制御
 確認応答が来なくなると，ネットワークが混んで
いるとみなして，送信するデータ量を減らす
27
ストリーム型・データグラム型
 UDPは，アプリケーションから渡されたデータに
ヘッダを付けて，そのまま送る
 データグラム型
 TCPは，データを加工してから送る

ストリーム型
28
即時性
 TCPは，到達性を保証するためなどのため
に，即時性は低い
 UDPは，即時性が高い
29
通信相手の数
 TCPはユニキャストのみ
 UDPはユニキャスト，マルチキャスト，ブ
ロードキャスト
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フロー制御・輻輳制御
 TCPは行うが，UDPは行わない
31
とりあえずまとめ（１）
 ポート番号とは，パケットを送り･受け取るアプリ
ケーションを区別するためのもの
 ポート番号がなく，IPアドレスだけしかなかった
らどうなるのか？
 パケットのデータが正しいものであることをチェッ
クできる
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とりあえずまとめ（２）
 TCP
時間がかかっても，確実に相手に届けたい
 IPというあまり当てにならないものを使って，
信頼性のある通信を実現する
 どうやって？
 ＵＤＰ
 確実性を欠いても，直ぐに相手に届けたい
 ライブ中継
 少ないデータ

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ファイアウォール
34
ファイアウォール（１）
 外部との境界に置き，外部からの不正アクセス
を防ぐ
 “5分で絶対に分かるファイアウォール”
http://www.atmarkit.co.jp/fsecurity/special/17fi
vemin/fivemin00.html
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ファイアウォール（２）
 IPアドレスやポート番号でパケットを制限する
 Webサーバを設置していなければ，外部から80
番ポートへのアクセスはありえない
 通常，アクセスを認めるポート番号以外のパケッ
トを規制（廃棄）する
 Webサーバがなければ８０番ポートへのパケッ
トは捨ててかまわない
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ファイアウォール（３）
 外から内への制限だけでなく，内から外への制
限を課す場合もある
 実際には，もっと複雑
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ファイアウォール（４）
 専用のハードウェア
 ルータにその機能が含まれるの
 ソフト
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ファイアウォール（５）
 破棄したパケットの記録
 こちらが受け付けるポートを調べている

ポートスキャン
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ファイアウォール（６）
 ポートスキャン（port scan）とは
攻撃・侵入の前段階に行われる標的サイトの
各ポートにおけるサービスの状態の調査
 http://www.ipa.go.jp/security/ciadr/word_idx.
html より
 定点観測
 http://www.jpcert.or.jp/isdas/
 http://isc.sans.org/

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次回（予定）
 アプリケーションの代表例
 DNSの仕組み
 NATとDHCP
41

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