第８章まとめ ４４０５０８２ 松浦 8.1 アプリケーションプロトコルの概要 ■ はじめに 図8.1 OSI参照モデルとTCP/IPのアプリケーション ■ アプリケーションプロコトルとは ネットワークを利用するアプリケーション ⇒ Webブラウザ、電子メール、遠隔ログイン、 ファイル転送、ネットワーク管理 アプリケーション特有の通信処理が必要 アプリケーションプロコトル ■ アプリケーションプロコトルとプロコトルの階層化 ● ネットワークアプリケーションの機能を実現 ⇒ アプリケーション間で通信する際の取り決め、 “アプリケーションプロコトル”が必要 ● アプリケーション ⇒ トランスポート層以下の土台となる部分をそのまま利用でき “ネットワークプロコトルの階層化”のおかげ ■ OSI参照モデル第5,6,7に相当するプロコトル TCP/IPのアプリケーション層 ⇒ OSI参照モデルの第5,6,7層の全ての機能が埋め込 められる 8.2 DNS (Domain Name System) DNSとは何か？ • ホスト名とIPアドレスを対応させるシステム IPアドレスは人間には覚えにくいため イメージ・・・電話帳 例．東京理科大学 www.tus.ac.jp → 133.31.180.210 DNS登場の背景（１） • ARPANETではhostsと呼ばれるデータベースファイ ルを利用 • SRI-NIC（ネットワークインフォメーションセンター）での一括管理 • コンピュータは定期的にセンターからデータベース をダウンロードして利用する ネットワークの拡大に対応できなくなった DNS登場の背景（２） • DNSでは、ホストを管理している組織が、デー タの設定や変更を行うことができる • ユーザーがホスト名を入力すると、IPアドレス が登録されているデータベースサーバーを検 索する • ホスト名の追加変更削除の際、そのホスト名 を管理するデータベースサーバーのみで処 理すればよい（他の機関に報告や申請をする 必要がない） 例．理科大生のためのコンピュータ利用案内（神楽坂） www.ed.kagu.tus.ac.jp ドメイン名の構造（１） • ドメイン名の分類 – gTLD （generic Top Level Domain） → com、net、org、edu、info、biz、name – ccTLD (country code Top Level Domain) → jp、uk、kr • jpドメイン下の分類 →ac、co、go、or、ad、ne、gr、ed、ｌｇ 汎用jpドメイン ドメイン名の構造（2） • ドメイン名の構造 tus.kagu.ac.jp -tus 東京理科大学 -kagu 神楽坂キャンパス -ac 大学 -jp 日本 ドメインの構造（3） (root) org ccTLD com jp gTLD co uk ac ne tus noda kagu ed kuki rs DNSに必要なもの • ネームサーバ・・・ドメイン名を管理している ホストやソフトウェア – ルートネームサーバ 全世界に13個存在 • リゾルバ・・・DNSに問い合わせを行うホス トやソフトウェア DNSによる問い合わせ（２） ルートネームサーバ jpのDNS Server google.comの DNS Server リゾルバ tus.ac.jpの DNS Server http://www.g oogle.com www DNSはインターネット上に広がる 分散データーベース • ホスト名からIPアドレスを検索するだけではない メールアドレスと、そのメールを受信するメールサーバー のホスト名の対応情報などを管理している ８．３ WWW（World Wide Web） ８．３．１ インターネットブームの火付け役 • WWW インターネット上の情報をハイパーテキスト形 式で参照できる提供システム • Webブラウザ WWWの情報を画面に表示するソフト • WWWページ(Webページ、ホームページ） Webブラウザに表示されるイメージ全体 （文字列、静止画、動画、音声、プログラム） ８．３．２ WWWの基本概念 • 情報へのアクセス手段と位置の定義 URI（Uniform Resource Identifier） • 情報表現フォーマットの定義 HTML（HyperText Markup Language） • 情報の転送などの操作の定義 HTTP（HyperText Transfer Protocol） 8.3.3 URI（Uniform Resource Identifier） • 資源をあらわす表記法（識別子） http://www.ed.kagu.tus.ac.jp/~takkyuu1/ • http://tuspress.jp http://ホスト名/パス/ • メールや電話番号などで利用も可能 ８．３．４ HTML（HyperText Markup Protocol) • Webページを記述するための言語 文字の大きさ、位置、色やメディアファイルの 挿入 • ハイパーテキスト リンクをクリックすると別のページにアクセス • アーキテクチャの異なるコンピュータでもほぼ 同様に表示 →アプリケーション層が違うと多少異なる ８．３．５ HTTP（HyperText Transfer Protocol) • ユーザーがブラウザにWebページのURIを入 力すると処理を開始 ８．３．６ JavaScript、CGI、クッキー • 動的に表示するためのプログラム処理 クライアント（サーバー）サイドアプリケー ション • JAVA HTMLに埋め込めるプログラミング言語 ・入力ミスチェック、動的にスタイル変更 • CGI 外部プログラムを呼び出す ・掲示板、情報を動的に処理 • クッキー ８．３．７ TLS/SSLとHTTPS • クレジットの暗証番号や口座番号を情報とし て送る際に他人に読み取られることがないよ うに暗号化して送る • TLS/SSL HTTP通信を暗号化 • HTTPS TLS/SSLを使ったHTTP通信 8.4 電子メール ４４０５０２３ 加治正記 8.4.1 電子メールの仕組み • SMTP[Simple Mail Transfer Protocol] – 電子メールサービスを提供するためのプロトコル – トランスポートプロトコルとしてTCPを利用 • 3つの要素から構成 – 電子メールアドレス – データ形式 – 転送プロトコル 8.4.2 電子メールアドレス • • • • 電子メールを使用する時に用いるアドレス 郵便でいえば住所と氏名に相当（名前＠住所） 住所の部分はドメイン名と同じ構造 電子メールの配送先の管理はDNSで行われる。 DNSには、メールアドレスとそのメールアドレス宛の メールを送信すべきめーるサーバーのドメイン名を 登録できる →MX [Mail Exchange]レコード 8.4.3 MIME [Multipurpose Internet Mail Extensions] • Internetで幅広く使えるようにメールのデータ形式 を拡張したもので、WWWやNetNewsでも利用され る テキスト形式→静止画・動画・音声・プログラムファイル etc.. • データの書式を規定 →OSI参照モデルではプレゼンテーション層 8.4.3 MIME [Multipurpose Internet Mail Extensions] • ヘッダ＋本文の2つの部分から構成 – 空行から後ろが本文 – ヘッダの”Content-Type”で本文のデータタイプを示 す • １つのMIMEデータを複数のMIMEデータの集合とし て定義できる →マルチパート MIMEの代表的なContent-Type Content-Type 内容 Text/Plain 通常のテキスト Message/Rfc822 MIMEと本文 Multipart/Mixed マルチパート Application/Postscript Postscript Application/Octet-stream バイナリファイル Image/Gif GIF Image/Jpeg JPEG Audio/Basic AU形式の音声ファイル Video/Mpeg MPEG Message/External-Body 外部にメッセージがある 8.4.4 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol） • 電子メールを配送するアプリケーションプロトコル • ＴＣＰポート番号は25番 • １つのＴＣＰコネクションを確立 →制御、データ転送 • クライアントはテキストコマンドで要求を出し、サー バーは3桁の数字で応答 • 各コマンド、応答の最後に改行(CR,LF)が付加され る 8.4.5 POP（Post Office Protocol） • 電子メールを受信するためのプロトコル – クライアント側で電子メールを管理する – 1つのTCPコネクションを確立して制御転送を行う • クライアントはASCII文字列で要求を出す • サーバーは正常なら”+OK”、エラーなら”-ERR”で応答 – クライアントが好きな時間にメールを受信できる 8.4.6 IMAP（Internet Message Access Protocol） • POPと同様、電子メールなどを受信するため のプロトコル • IMAPはサーバー側で管理を行う⇔POPは メールの管理をクライアント側で行う • サーバー上のメールの全てをダウンロードし なくても読むことが可能 • メールの未読・既読情報や、仕分けなどの管 理もサーバーで行ってくれる 8.5 遠隔ログイン (TELNET) 遠隔ログイン（TELNET） • 遠隔ログインとは？ • TELNETの仕組み • TELNETクライアント 遠隔ログインとは？ • メインフレームと端末の関係をコンピュータ ネットワークに応用したもの • ルーターや高機能スイッチ等のネットワーク 機器にログインしてその設定を行うときにも利 用 A さん ホストA ログイン ホストB A さん TELNETの仕組み 1 • TCPコネクションの１つ利用する • コマンドが文字列として送信 →相手のコンピューターで実行 • TELNETのサービス・・・ – ネットワーク仮想端末の機能 – オプションのやり取りをする機能 TELNETの仕組み ２ アプリケーション 7 telnet クライアント 5 シェルからコマンドの出力を受け取る（OS経由） 6 行モード、透過モードなどのモード処理をしてTELNETクライアントへを送信す る 7 NVTの設定に従い画面へ出力する ネットワーク仮想 端末の機能 1 OS OS 6 4 オプションのやり 取りをする機能 2 1 キーボードから文字列が入力される アプリケーション 2 行モード、透過モードなどのモード処理をしてtelnetdへ文字列を送信する 3 シェルにコマンド文字列を送信する（OS経由） 4 シェルからコマンドを解釈して、プログラムを実行して、結果を得る。 5 シェル telnetd 3 OSを貝殻のように包み、OSが提供する機能をユーザーが利用し やすくしてくれるユーザーインタフェース SSH • 暗号化された遠隔ログインシステムで通信内容の 暗号化。 • 便利な機能 – より強固な認証機能を利用 – ファイルの転送 – ポートフォワード機能を利用できる • ポートフォワード・・・特定のポート番号に届けられた メッセージを特定のIPアドレス、ポート番号に転送す る仕組み。セキュリティを確保した安定した通信を可 能にする。 8.6 ファイル転送 (FTP) FTP（File Transfer Protocal） 1 FTPとは 異なったコンピュータ間でファイル転送を行うプロトコル TELNET同様、FTPでもログインをしてから操作を行う ２ FTP サーバのサービス ・特定ユーザに対するサービス……プロバイダと契約してホームペー ジをアップロードするなど。 ・不特定多数に対するサービス……無償ソフトの配布など 誰もがログインできるFTPサーバー(anonymous ftpサーバー) ログインするためには user名 「anonymous」または「ftp」等が一般的 password 「メールアドレス」が最近では一般的 FTPでのファイル転送のイメージ User ○○○○ OK! Password ****** です！ ログアウト ホストＡ ログイン ホストB FTPの仕組みと概要 1 制御用TCPコネクション ・ログイン時のユーザ名やパスワード認証 ・転送するファイル名や転送する方法の指示 ・ポート番号は21番 ・コマンドのやりとりはHTTPやSMTPのコマンドと同様だ が、SMTPとは違いFTPでは制御用のコネクションで デー タ転送は行わない。 FTPの仕組みと概要 2 データ転送用TCPコネクション ① 制御用(ポート番号21)のTCPコネクションでGET、 PUT、LISTなどのコマンドが実行されると、そのたび にデータ転送用TCPコネクションが確立される。 ② そのコネクションを使ってデータ転送が行われる。 ③ データ転送が終わるとデータ転送のコネクションは 切断される。 FTPの仕組みと概要の図 FTPサーバ FTPクライアント FTP 制御用 データ 転送用 データ 転送用 TCP TCP IP データ転送用TCPコネクション 制御用TCPコネクション IP 制御用 FTPの主なコマンド FTPの主な応答メッセージ 8.7 ネットワーク管理 8.8.1 SNMP （Simple Network Management Protocol) • TCP/IPではネットワーク管理にSNMPが利用 される 管理する側：マネージャ 管理される側：エージェント • この二つの間の通信のやり取りを決めたもの がSNMPである。 • MIBと呼ばれるデータベースの値を見ること、 新しい値をセットすることができる。 8.8.1 SNMP 8.8.1 SNMP 8.8.2 MIB （Management Information Base) • SNMPでやり取りされる情報のことである。 • SNMPのプレゼンテーション層と言える。 • ツリー型の構造を持ったデータベースで、そ れぞれの項目には数字がつけられている。 • 標準MIBと拡張MIBがある。 MIBツリーの例 8.8.3 ＲＭＯＮ （Remote Monitoring MIB） • RMON→接続されるネットワークの回線を監 視するパラメータ群から構成される。 （MIB→ネットワーク機器のインタフェースを監視するパ ラメータ群から構成される。） ネットワークを効果的に監視することを可能に する – 例）統計情報を知ることができる • ネットワークの拡張時、変更時に有意義な情 報を取得することが可能になる 8.8.4 SNMPを利用したアプリケーショ ンの例 SNMPを利用しているフリーウェアをひとつ紹介する。 MRTGと呼ばれ、ルーターのトラフィック量の情報を 定期的に収集してグラフ化してくれるツール。 入手先は↓ http://eestaff.ethz.ch/~oetiker/webtools/mrtg/mrt g.html ＭＲＴＧによるトラフィック量のグラフ化 8.8マルチメディア通信 マルチメディア通信を実現する技術 以前の発表「マルチメディアにはUDPがいい」 →それ以外に必要なもの • 呼制御 – H.323 – SIP（Session Initiation Protocol） • RTP（Real-Time Protocol） • デジタル圧縮技術 注：呼制御とは通信相手の呼び出しおよび通信形式を決定する仕組み H.323 ITUにより策定されたIPネットワーク上で音声や映 像をやり取りするためのプロトコル体系。 もとはISDN網とIPネットワーク上の電話網を接続 するための規格。 • • • • ターミナル 利用端末 ゲートウェイ 圧縮方法の違いなどを調節 ゲートキーパー 電話帳の管理、呼制御の実行 マルチコンポーネントユニット 複数の末端からの同時利用を可能にする SIP（Session Initiation Protocol） H.323より後に開発され、比較的簡単な構成 • マルチメディア通信に必要な下準備を行う（実際 の通信はRTPによる）。 • 端末間だけではなく、サーバーを介しての転送も できる。 • VoIP以外にもさまざまなアプリケーションに応用さ れている。 RTP（Real-Time Protocol） UDP通信ではパケットが無くなったり順番が 入れ替わったりする。 パケットに送信時刻と番号をつけることによっ て、データの並び替えや喪失したパケットの 把握ができるようになる。 デジタル圧縮技術 データを鑑賞に堪えるレベル内で劣化させ、デー タ量を大きく減らす技術。 • MPEG（Moving Picture Experts Group） ISO/IECで策定されたデジタル圧縮の規格 – MPEG1（VideoCD） – MPEG(DVD,デジタルテレビ放送) – MP3（音楽） ITU-Tでは、H.323で規定されるH.261,H.263,MPEGと 共同で作業したH.264がある。 ８．９ LDAP（Lightweight Directory Access Protocol） ８．９ LDAP • ディレクトリサービスに アクセスするためのプ ロトコル →ネットワーク上資源 の管理サービス • 統一的かつ簡単に管 理する • ＬＤＡＰが導入 →一括管理できる ＃コメント ｄｎ：＜識別名＞ ＜属性名＞：＜値＞ ＜属性名＞：＜値＞ ＜属性名＞：＜値＞ エ ン ト リ ＃コメント ｄｎ：＜識別名＞ ＜属性名＞：＜値＞ ＜属性名＞：＜値＞ ＜属性名＞：＜値＞ エ ン ト リ
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