Ethernet, IP

ネットワークコミュニケーション
Ethernet とＩＰ
6/7/07
1
Ethernet （１）


ネットワークインターフェイス層の実例として取り
上げる
 他にもいろいろある
物理的なネットワーク
2
Ethernet （２）



LANで使われるものと言ったらEthernet
 最近は無線LANも多いが
 イーサネットと読む
Xerox社PARC(Paro Alto Research Center)で発
明
ちなみにether（エーテル）は，電磁場の媒質とさ
れていた仮想物質
3
Ethernet （３）


Ethernet上のパケットのことを
Ethernetフレームと呼ぶ
Ethernetフレームの長さは可変
4
Ethernet （４）


帯域
 10M （10Base-2，10Base-5，10Base-T）
 １００M （100Base-TX，100Base-FX）
 １０００M （1000Base-T，1000Base-CX、
1000Base-LX，1000Base-SX）
100Base-TXあたりが多いが，そろそろ
1000Base-Tのものも…
5
Ethernet （５）

MAC（Medium Access Control）アドレス
 マックアドレスと読む
 機器を区別するためのアドレス
 NIC - Network Interface Card（厳密にはコン
ピュータではない）
 48ビット
 前半24ビットはベンダー（メーカー）固有
 後半24ビットは（ベンダーごとのNICの）連
番
6
Ethernet （６）



フレーム（データ）の送り先は，MACアドレスによ
り指定する
MACアドレスはNICに固有
 つまり，変更不可（なハズのものだが）
どうやって相手のMACアドレスを知るか？
 ARPによる（後述）
7
Ethernet （７）


ケーブルの長さに制限
 10Base-T，100Base-TX，1000Base-Tは100m
 100Base-2は185m
ハブ（hub)
 10Base-T，100Base-TX，1000Base-Tの接続
機器
8
Ethernet （８）


すべてのフレームは，同一セグメントに接続して
いるNICに届く
スイッチングハブを用いると，指定されたMACア
ドレスを持つNICにだけ届く
9
Ethernet （９）



データリンク
 直接，繋がっている範囲（セグメント）
大きなネットワーク
 ルータ（router）で，LANをつなぐ
 ルータを越えるパケットの制御はIP層が行う
データ転送方式は CSMA/CDを用いる
10
まとめ


Ethernetでは，MACアドレスにより指定された相
手にフレーム（データ）を送る
ただし，相手とは直接繋がっていなければならな
い
11
I P 層
インターネットプロトコル
12
I P


送り先のコンピュータまで，パケットを送る
 データリンクだけでは，遠くに送ることができな
い
 ルータで中継する
IPv4（４版）と呼ばれる，現在，利用されているプ
ロトコルの話
 v4には制約があるので，次はIPv6
13
IPアドレス


(詳細は後述）
ホストを区別するためのアドレス
 パケットのあて先ホスト，差出ホスト
32ビット（IPv4では）
14
IPヘッダ


あて先のIPアドレスなどの情報
荷札に相当
 送りたいデータとは別のもの
15
I P の制約（１）
p.140

パケットが届くことを保証しない

送り出した順に届くことを保証しない

ひとつのパケットが，複数個届くことがある

データの内容が壊れる可能性がある

最大65515オクテットまで
16
I P の制約（２）


IPの制約はTCPで補う
IPパケットは，ルーティングテーブルを参照して
送られる
 バケツリレー
17
I P アドレス（１）


（IP)ネットワークに接続する，ホスト（コンピュータ，
ルータ）を識別するユニークなアドレス
 同じIPアドレスを複数のホストに付けられない
32ビット
 ０～ 4294967295 （インターネット上のホストの
上限）
 v6では，１２８ビット
18
I P アドレス（２）

表記法
 8ビットずつ，10進法で表記して，“.”で区切る

１９２．１６８．１０．５
1100 0000
1010 1000
0000 1010
0000 0101
19
I P アドレス（３）


通常使わないもの
0.0.0.0 （すべて0）
 自分のIPアドレスが分からない時に使う
255.255.255.255 （すべて1）
 ブロードキャストアドレス
 （ある）ネットワーク全体へパケットを送る
20
I P アドレス（４）


通常使わないもの
127.0.0.0 ～ 127.255.255.255
 ループバックアドレス
 同一ホストの別アプリケーションにパケットを
送る
 特に127.0.0.1にはlocalhostという名前
224.0.0.0 ～ 239.255.255.255
 マルチキャストアドレス
21
I P アドレス（５）

インターネット上で，複数の機器が同じIPアドレス
を持つと困る

IPアドレスは有限

不足気味

さぁ，どうしよう！
22
I P アドレス（６）


会社の電話
 外部と通話するときだけ，電話局とつなぐ
 電話局との回線数以上の，電話を設置できる
 同時に外部と通話できるのは，その回線数ま
で
ポートとIPアドレスを組み合せることにより，同じ
IPアドレスを同時に複数の機器で実質的に使う
 ポートについてはTCPのところで
23
I P アドレス（７）


内線番号のような，内部でしか使えないIPアドレ
スをプライベートアドレス（private address）
 インターネットと直接通信しないホスト
 別の場所で同じアドレスを使っても問題がない
インターネットでユニークなものを
グローバルアドレス（global address）
 インターネットと直接通信するホスト
24
I P アドレス（８）

プライベートアドレス（private address）
 内線交換機のようなものが必要
 NATとかNAPT
25
I P アドレス（９）

プライベートアドレス（private address）
 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255
 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255
26
I P アドレス（１０）


グローバルアドレスは，同じものが使われないよ
うに管理しなければならない
 日本では、JPNICが管理
 JPNICから（間接的に）割り当てられる
プライベートアドレスは，自由に使ってよい
 直接，インターネットに接続できない
27
I P アドレス（１１）


IPアドレスは，コンピュータに付けられるものでは
ない
コンピュータの，ネットワークとの接続機器に付
けられるもの
 １台のコンピュータが，２つのネットワークに接
続していれば，２つのIPアドレスが付く
28
ネットワークアドレス，ホストアドレス（１）

IPアドレスは


ネットワークアドレス部
ホストアドレス部
に分けることができる
29
ネットワークアドレス，ホストアドレス（２）



ネットワークアドレス
 そのホストが接続しているネットワークのアド
レス
ホストアドレス
 そのホストのネットワーク内でのアドレス
教室の番号301（階数+その階での番号）
30
ネットワークアドレス，ホストアドレス（３）



３２ビットの中で，ネットワークアドレスのビット数
を明示する
192.168.10.68/26
前26ビットがネットワークアドレス，
後6ビットがホストアドレス
31
ネットワークアドレス，ホストアドレス（４）







192.168.10.68/26
ネットワークアドレス・ホストアドレス
11000000 10101000 00001010 01000100
11111111 11111111 11111111 11000000
ネットワークアドレスに対応する部分を1
255.255.255.192
ネットマスク（netmask)
32
ネットワークアドレス，ホストアドレス（５）

ネットワークアドレス部とホストアドレス部の区切
りの記法
 ビット数（例 /26)
 ネットマスク
33
ネットワークアドレス，ホストアドレス（６）



192.168.10.68/26
ホストアドレス部をすべて 0 にしたものが，
ネットワークアドレス
192.168.10.64/26
ホストアドレス部をすべて 1 にしたものが，
ブロードキャストアドレス
192.168.10.127
 そのネットワーク内の全ホストにパケットを送
るときに指定する
34
ネットワークアドレス，ホストアドレス（７）



ネットワークアドレス，ブロードキャストアドレス共
に，ホストに割当て不可
192.168.10.64/26 のホストアドレスは
000001 ～ 111110
ホストアドレス部が6ビットであっても，接続可能
ホスト数は64ではなく，62となる
35
ネットワークアドレス，ホストアドレス（８）

歴史的には，ネットワーク部が
８ビットのものをクラスA，
16ビットのものをクラスB，
24ビットのものをクラスC
のアドレスと呼んだ
36
IPアドレス・ＭＡＣアドレスの調べ方

ipconfig
37
まとめ



Ethernet
 MACアドレス
IPでは何ができて，何ができないのか
IPアドレス
 グローバルアドレスとプライベートアドレス
 ネットワークアドレスとホストアドレス
 指定方法：ビット数とネットマスク
 ブロードキャストアドレス
38
次





回
IPヘッダ
ルーティング
 どうやってパケットが送られるのか
IPのエラー処理
MACアドレスとIPアドレスの関係
パケットの分割
39
40

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