ネットワークインタフェース 層／ インターネット層（ＩＰ層） （１） ネットワークシステムⅠ 第７回.

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1 ネットワークインタフェース 層／ インターネット層（ＩＰ層） （１） ネットワークシステムⅠ 第７回

2 基 本 機 能 （２） 前回のスライドよ り 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） 上の層が，下の層 を使って通信

3 何ができるのか？ インターネットは，小さなネットワークがつ ながってできる ネットワークインタフェース層 直接つながっている相手とパケットをやり 取りする インターネット層 インターネットにつながっている相手とパ ケットをやり取りする

4 ネットワークインタフェース 層 データリンク層ということもある

5 Ethernet （１） ネットワークインタフェース層の具体例とし て Ethernet （イーサネット） LAN で使われるものと言ったら Ethernet ，か 他にもいろいろある 無線 LAN とか 物理的なネットワーク 実際にデータが送受される

6 Ethernet （２） Xerox 社 PARC(Paro Alto Research Center) な どで開発 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

7 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

8 Ethernet （４） 帯域 10M （ 10Base-2 ， 10Base-5 ， 10Base- T ） １ 00M （ 100Base-TX など） １ 000M （ 1000Base-T など） もっと高速なものも（ 10G ）

9 Ethernet （５） フレーム（パケット）の送り先は， MAC アド レス（マックアドレス 48 ビット長）により 指定する Medium Access Control コンピュータに付けられたアドレスではなく， NIC （ Network Interface Card という部分）に 付けられたアドレス 1 台のコンピュータに複数の MAC アドレス が付くことがある

10 Ethernet （６） どうやって相手の MAC アドレスを知るか？ ARP による（後述）

11 Ethernet （７） フレームは，同じケーブルに接続しているす べての NIC に届く（同じセグメントに接続し ている NIC ） 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

12 ま と め（１） ネットワークインタフェース（データリン ク）層 例 Ethernet 直接，つながっている範囲（セグメン ト）でパケットを送る MAC アドレスにより指定された相手に フレームを送る データ転送方式は CSMA/CD を用いる

13 ま と め（２） ネットワークインタフェース層の限界 直接，つながっている範囲（セグメント） でしか，パケットを送ることができない 大きなネットワーク ルータ（ router ）で，セグメントをつなぐ セグメント越えてパケットを送るには， ルータに送る ルータを越えるパケットの制御は IP 層が行 う

14 インターネット層（ＩＰ層） （１） インターネット層のプロトコル I P

15 インターネット層（ＩＰ） 宛先のコンピュータまで，パケットを送る 直接，つながっていなければルータで中継 する IPv4 （ IP 第 4 版）と呼ばれる，現在，かなり 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

16 I P ア ド レ ス ( 詳細は後述） ノード（コンピュータやルータなど。ホスト と呼ぶ場合もある）を区別するためのアドレ ス パケットを送りだすノード，宛先のノード 一つのノードに複数あることもある（厳密 には， NIC を区別する） 32 ビット（ IPv4 では）

17 I P ヘ ッ ダ 宛先の 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

18 I P の 制 約 （１） （文献 2 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 データが変化する（おかしくなる）可能性が ある 最大 65515 オクテットまで

19 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

20 I P ア ド レ ス

21 I P ア ド レ ス （１） ノード（ホスト）を区別するユニークなアド レス 同じ IP アドレスを複数のノードに付けられ ない 32 ビット ０ ～ 4294967295 （インターネット上の ノードの上限） v6 では， 128 ビット

22 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

23 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）ネットワークに接続しているノー ドすべてにパケットを送る

24 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 同一ノード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

25 I P ア ド レ ス （５） インターネット上で，複数のノードが同じ 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！ 根本的な解決策は IPv6 の利用

26 I P ア ド レ ス （６） 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 （ NIC ）に付けられるもの １台のコンピュータが，二つのネットワー クに接続していれば，二つの IP アドレスが 付く

27 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 ノードアドレス部とは呼ばない

28 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 そのノードが接続しているネットワーク （セグメント）のアドレス ホストアドレス そのノード（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）

29 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

30 ネットワークアドレス，ホストアド レス（４） あるノードの IP アドレス ： 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 ネットワークアドレスはホストアドレス部を 0 に 11000000 10101000 00001010 01000000 このノードが接続しているネットワークの ネットワークアドレス ： 192.168.10.64/26

31 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が “192.168.10.64/26” のネットワークに，ノードはいくつ接続でき るか？ このネットワークに使うことのできる IP アド レスの個数 11000000 10101000 00001010 0100000 ネットワークアドレス部は同じ ホストアドレス部が変わる

32 ネットワークアドレス，ホストアド レス（６） … 000000 ネットワークアドレスなので不可 … 000001 … 000010 … 111110 … 111111 このネットワークのブロードキャ ストアド レスなので不可（このネッ トワークのす べてのノードにパケットを 送るときに使 う） この範囲が使用可

33 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 ” という方法もある

34 IP アドレス・ＭＡＣアドレスの調 べ方 ipconfig /all というコマンド

35 ま と め（１） ネットワークインタフェース層の限界

36 ま と め（２） IP 層で，できること，できないこと IP 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

37 補 足 IP アドレスの総数 4294967295 （インターネット上のノード の上限） 足りない 直接インターネットに接続されるノードに は，ユニークな IP アドレス（グローバル IP アドレス） そうでないノードには，他でも使われる IP アドレス（プライベート IP アドレス）

38 次 回 IP パケットの構造 パケットの配送 どうやってパケットが送られるのか ネットワークインタフェース層とインター ネット層の関係

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