ネットワーク（１）

[教科書]
    TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols,
    W. Richard Stevens,
    Addison-Wesley Publishing Co,
    (邦訳：詳解TCP/IP, 井上尚司監訳、橘康雄訳、ソフトバンク)

この本の中で使われている「TCP/IP」という用語は、ほとんど「Internet Protocol」と読み替えた方が適切だと思われる。

イントロダクション

インターネット・プロトコル群 → the Internetの基盤

階層(layer,レイヤ)

(図1.1参照)

リンク層
伝送媒体(ケーブル)との物理的なインターフェイスに関する全てのハードウェアを制御する。オペレーティング・システムのデバイス・ドライバと、それに対応するネットワーク・インターフェイス・カードに相当する。
ネットワーク層
ネットワーク上のパケットの移動を制御する(例: ルーティング)。 IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Management Protocol) などに相当する。
トランスポート層
上位のアプリケーシCョン層に対して、2台のホスト間のデータの流れを提供する。 TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol)などに相当する。

アプリケーション層
特定のアプリケーションの詳細な動作を処理する。
(例): Telnet, FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), ...

2台のマシン間で ftp を行なっている場合の4階層の動作→図1.2 
  リンク層、ネットワーク層、トランスポート層→データの移動に責任を持つ。
  アプリケーション層→アプリケーションの機能に関してのみ責任を持つ。

ルータで接続された2つのネットワーク→図1.3
    エンド・システム ... 両サイドの2台のホスト
    中継システム ... 中央のルータ(2つ以上のインターフェイスを持つシステム＝マルチ・ホーム)

    アプリケーション層、トランスポート層 ... end-to-end型プロトコル(両端で会話する)を使用
    ネットワーク層 ... hop-by-hop型プロトコル(飛び石のように飛ぶ)を使用

利点：アプリケーション層は、ネットワーク間の物理的なレイアウトに関知しなくてもよい。

ブリッジを使ったネットワーク接続
    リンク層で接続する。
    複数のLANをひとつのLANに見せる(上位層に対して)。

Internet Address

図1.5, 図1.6

    IP Addressの管理: InterNIC (1993.4〜)、日本では JPNIC

DNS

DNS (Domain Name System)

カプセル化

図1.7

デマルチプレクス

Ethernetフレームが受信されると、プロトコル・スタックを上昇し、対応するプロトコル・ボックスで個々のヘッダが取り除かれていく (=デマルチプレクス)。

クライアント・サーバ・モデル

反復サーバ (他のクライアントは同時にサービスを受けられない)

クライアントからの要求を待つ
クライアントからの要求を処理する
クライアントに応答を送り返す。
ステップ1に戻る

並行サーバ (他のクライアントも同時にサービスを受けられる)

クライアントからの要求を待つ
クライアントからの要求を処理するための新しいサーバを起動する。このサーバがクライアントの全要求を処理して、クライアントに応答を送り返す。
ステップ1に戻る

一般に、TCPサーバは並行サーバだが、UDPサーバは反復サーバであることが多い。

ポート番号

TCPやUDPはアプリケーションを認識するために、16ビットのポート番号を用いる。

    Well-Known Port 番号: 1 〜 1023

一般にクライアントは、どのポート番号が使用されているか関知しない。クライアントにとって必要なのは、そのクライアントのポート番号がホスト上で一意的であること。クライアントのポート番号はエフェメラル・ポート (短命の意)と呼ばれる(１つのクライアントはユーザがサービスを必要としている間だけ存在するので、サーバ側よりも短命である)。

ほとんどのTCP/IPの実装において、エフェメラル・ポート番号は 1024 〜 5000 の間に割り当てる。

予約ポート

Unixでは、1〜1023の間のポート番号は「予約ポート」として、スーパーユーザ特権のプロセスしか割り当てられない。

RFC

RFC (Request For Comment) --- インターネットに関する公式標準が発行される形式。非公式標準に関してもさまざまなRFCが存在する。

(例) RFC1122 ... 番号は通し番号。番号が大きいほど新しい。

インターネット・プロトコルの標準化の段階

standard (標準)
draft standard (標準草案)
proposed standard (標準提案)
experimental (検証中)
informational (参考)
historic (歴史的)

各プロトコルの要求レベル

required (要求)
recommended (推奨)
elective (候補)
limited use (限定的使用)
not recommended (非推奨)

実装

図1.10

テスト・ネットワーク

図1.11