Comments
Transcript
インターネットの基礎知識 はじめに - Japan Network Information Center
インターネットの基礎知識 （株）日本レジストリサービス Japan Registry Service (JPRS) 松浦 孝康 (Takayasu Matsuura) [email protected] Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 1 Japan Registry Service Co., Ltd No. 2 はじめに Internet Week 2001 [2001/12/3] 1 対象としている人 z インターネットの仕組みに興味がある 初心者 z 本を見ながらネットワークの設定をした 本を見ながらネットワークの設定をした けど仕組みがわからない・知りたい人 z ネットワーク管理者になった人・なって しまった人 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 3 構成 z インターネットの仕組み z TCP/IPについて について – 役割や機能について – 実例とおさらい z おわりに Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 4 2 インターネットの仕組み Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 5 インターネットのイメージ z よく雲の絵に例えられる インターネット Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 6 3 インターネットとは z 複数のネットワーク（雲）を相互に接続 z 当初は軍事使用を目的として開発された – アメリカの研究所・大学などの相互接続 – 後に企業・一般団体などへ拡大、今日に至る z 様々なデータのやりとりができる – コンピュータが扱えるものならなんでも Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 7 インターネットの構造 z もやもやした雲のイメージを取り払おう！ インターネット Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 8 4 雲の中にある仕組み z インターネットはコンピュータネットワークの 集合体 – 様々な機器が接続されている z 通信をするための約束事が必要 – メーカやOS・ が違っても通信ができる仕組み メーカや ・CPUが プロトコル Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 9 プロトコルとは z 日常生活のルールに相当 – 一人が日本語、一人が英語で会話をしても うまくいかない • ルールを守る必要がある z コンピュータにおけるプロトコル – 通信を行う際の約束事 • データの表現方法・電気信号の流し方 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 10 5 インターネットとTCP/IP z インターネットにもプロトコルが必要 – TCP/IP z TCP/IPとは とは – インターネットプロトコルの中核 • TCP: Transmission Control Protocol • IP: Internet Protocol z 階層的な構造を持つ – 通信に必要な機能を分割・階層化 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 11 TCP/IPの階層構造 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z 通信に必要な機能を分割 – それぞれを「層」と呼ぶ トランスポート層 (TCP,UDP) z 階層構造という仕組みを理 インターネット層 (IP) 解するために身近なモデル ネットワーク層 について考えてみる ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 12 6 新聞モデルにおけるやりとり 新聞社に電話して購読を申し込む z 普通紙とスポーツ紙を頼む z ポストに新聞が届くようになる z 実際には届けるための様々な 仕組みと役割分担がある Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 13 新聞モデルの例 新聞社 購読者 記事の作成 サービス 記事を読む 普通紙・スポーツ紙 種類 普通紙・スポーツ紙 配達員 作業者 配達員 バイク・自転車 運ぶ手段 バイク・自転車 道路 運ぶ道 道路 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 14 7 新聞モデルにおける役割分担 z 機能や作業ごとに役割分担 – 役割分担した一つを「層」と呼ぶことにする z 各層は自分の役割を専念し、全体として新聞 というサービスを実現している z インターネットの仕組みを考える上で重要 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 15 TCP/IPの各層の役割・機能 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z 一つの層は機能が単純化さ れている トランスポート層 (TCP,UDP) z 層には（上）と（下）という概 インターネット層 (IP) 念がある ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] – 下の層はより物理的なもの – 上の層はより論理的なもの Japan Registry Service Co., Ltd No. 16 8 ハードウェア層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z ハードウェア層 – 電気信号が流れるケーブル – 電話回線などのケーブル – コネクタの形状・ピンの配列 なども定義 トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 17 ネットワーク層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） トランスポート層 (TCP,UDP) z ネットワーク層 – 通信手順・規格を定義 – 通信するデータを電気信号 に変換する層 インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 18 9 インターネット層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z インターネット層 – 通信相手の特定 – データを転送する方法を決定 トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 19 トランスポート層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z トランスポート層 – 受け取ったデータをどのプ ログラムに渡すかを決める トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 20 10 アプリケーション層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z アプリケーション層 – ユーザが直接触れる層 トランスポート層 (TCP,UDP) z ユーザに提供するサービス – ホームページ インターネット層 (IP) – メール ネットワーク層 – チャット ハードウェア層 – etc Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 21 階層構造における役割分担 アプリケーション層 メールを書く トランスポート層 データの種類に「メール」と書く インターネット層 宛先・配送方法を決定 ネットワーク層 電気信号に変換 ハードウェア層 ケーブルなどに電気信号が流れる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 22 11 階層構造のメリット z ある層が変わっても他の層の通信には影響 が出ない – （例）下位層が変わる場合 インターネット層 インターネット層 ADSL ISDN 上位層の通信には影響はない Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 23 TCP/IPについて Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 24 12 各層の機能・役割の解説手順 z 下位層の機能・役割から順に説明 z 例題：「素朴な疑問シリーズ」 z 層の役割・機能について z 設定例・実例を紹介 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 25 各層の機能・役割 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 26 13 素朴な疑問その１ z 「ADSL対応のブロードバンドルータを新 対応のブロードバンドルータを新 しく買ってきた。PCとルータの接続には しく買ってきた。 とルータの接続には 10BASE-T用のケーブルが必要らしい。 用のケーブルが必要らしい。 10BASE-Tって何だろう？」 って何だろう？」 z これらはネットワーク層・ハードウェア層に 関係する Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 27 ネットワーク層・ハードウェア層 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z – 送信したいデータを電気信号 に変換する – マシンを物理的に接続する装 置やケーブル トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] 役割 z キーワード – ネットワーク機器 – ケーブル Japan Registry Service Co., Ltd No. 28 14 ネットワーク機器とは z 通信をするための物理的なハードウェア – 電気信号が流れる部分 z ネットワーク機器の例 – ネットワークインターフェースカード – ハブ – ルータ Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 29 ネットワークインターフェースカード z NIC（ （Network Interface Card） ） – PCなどをネットワークに接 などをネットワークに接 続するカード – 通信したいデータを電気信 号に変換する – 利用する通信規格に合った カードが必要 ネットワークインターフェースカードの実物 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 30 15 ハブ 複数の機器を接続する集線装置 z 電気信号を受信・送信する装置 ルータはハブを内臓しているものが多い z ADSLルータはハブを内臓しているものが多い z Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 31 ルータ（１） z 異なるIPネットワークを接続するための機器 異なる ネットワークを接続するための機器 – IPネットワークについては後述 ネットワークについては後述 – データをどこに配送するかを決定する ルータ IPネットワーク ネットワークB IPネットワークB IPネットワーク ネットワークA IPネットワークA IPネットワーク ネットワークC IPネットワークC Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 32 16 ルータ（２） ISPなどで使用されている などで使用されている ルータの実物 YAMAHA RTA54i Cisco7505 ADSLルータの実物 ルータの実物 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 33 ケーブル（１） z 通信機器を接続する物理的な線 – 電気信号が流れる部分 z LANの場合、次のようなものが代表的 の場合、次のようなものが代表的 – イーサネット（通信速度が10～ ） イーサネット（通信速度が ～100Mbps） • 10BASE-T, 100BASE-Tならカテゴリー ならカテゴリー5の ケーブ ならカテゴリー のUTPケーブ ルを使用 – ギガビットイーサネット（通信速度が1000Mbps） ） ギガビットイーサネット（通信速度が • 1000BASE-Tならカテゴリー ならカテゴリー5eの ケーブルを使用 ならカテゴリー のUTPケーブルを使用 • 1000BASE-SXなら光ファイバケーブルを使用 なら光ファイバケーブルを使用 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 34 17 ケーブル（２） カテゴリー5 ケーブル カテゴリー UTPケーブル Internet Week 2001 [2001/12/3] 光ファイバケーブル Japan Registry Service Co., Ltd No. 35 素朴な疑問その１の答え z 「ADSL対応のブロードバンドルータを新 対応のブロードバンドルータを新 しく買ってきた。PCとルータの接続には しく買ってきた。 とルータの接続には 10BASE-T用のケーブルが必要らしい。 用のケーブルが必要らしい。 10BASE-Tって何だろう？」 って何だろう？」 z 10BASE-Tだからカテゴリー だからカテゴリー5の ケー だからカテゴリー のUTPケー ブルを用意すればよい Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 36 18 実例 z PCと とADSLルータの接続 ルータの接続 – カテゴリー5の ケーブルで接続する カテゴリー のUTPケーブルで接続する Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 37 素朴な疑問その２ z 「買ってきたADSLルータに ルータにPCを接続する 買ってきた ルータに を接続する だけでインターネットを利用できるようになっ た。IPアドレスとかいうのはどうなっている た。 アドレスとかいうのはどうなっている んだろう？」 z これらはインターネット層のIPプロトコルに これらはインターネット層の プロトコルに 関係する Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 38 19 インターネット層（１）IPプロトコル アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z – 通信相手の特定 – パケットの生成 トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] 役割 z キーワード – IPアドレス アドレス – ネットマスク Japan Registry Service Co., Ltd No. 39 IPプロトコルの機能・役割 z z 通信したいデータをパケットと呼ばれる小包に分割 パケットはルータによって運ばれる – 回線の混雑などでパケットが捨てられることもある – IPはベストエフォート型のプロトコル はベストエフォート型のプロトコル z 通信相手を特定する番号、IPアドレスを定義（次で説 通信相手を特定する番号、 アドレスを定義（次で説 明） パケット ルータ Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 40 20 IPアドレスとは（１） z 通信相手（ホスト）を識別するための番号 z IPプロトコルを使って通信をするためには プロトコルを使って通信をするためには 機器に少なくとも一つのIPアドレスが必要 機器に少なくとも一つの アドレスが必要 z インターネット上に同じIPアドレスが存在し インターネット上に同じ アドレスが存在し てはならない Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 41 IPアドレスとは（２） z ホストにIPアドレスを割り当てた例 ホストに アドレスを割り当てた例 IPアドレス アドレスC アドレス IPアドレス アドレスA アドレス IPアドレス アドレスD アドレス IPアドレス アドレスB アドレス アドレスA IPアドレス アドレス （同じアドレスはだめ） Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 42 21 IPアドレスと２進数 z z IPアドレスは２進数で表現 アドレスは２進数で表現 ２進数とは – ０と１だけで数を表現 – ２進数一桁をビットと呼ぶ ２進数 １０進数 z ０ １ ２ ３ ４ ・・ ・・ ０ １ １０ １１ １００ ２進数で表現できる１０進数の大きさ – 4桁の 桁の10進数だと０～９９９９＝１００００通り 桁の 進数だと０～９９９９＝１００００通り – 4桁の 桁の2進数だと０～１１１１＝１６通り 桁の 進数だと０～１１１１＝１６通り – ８桁の2進数だと０～１１１１１１１１＝２５６通り ８桁の 進数だと０～１１１１１１１１＝２５６通り Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 43 IPアドレスの表記 z IPアドレスは３２ビット（３２桁）の アドレスは３２ビット（３２桁）の2進数 アドレスは３２ビット（３２桁）の 進数 11000000101010000000000000001010 z 覚えにくいので8ビット毎に区切り、それぞ 覚えにくいので ビット毎に区切り、それぞ れを10進数で表記する れを 進数で表記する 11000000 . 10101000 . 00000000 . 00001010 192 . 168 . 0 . 10 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 44 22 通信相手の識別 z インターネットはネットワークの集合体 z 通信相手がどのネットワークにいるのか、そ のネットワーク内のどのホストなのかを識別 できると便利 z IPアドレスでは通信相手のネットワークの識 アドレスでは通信相手のネットワークの識 別とホストの識別ができるようになっている – このネットワークをIPネットワークという このネットワークを ネットワークという Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 45 IPアドレスの構造 z IPアドレスはネットワーク部・ホスト部に アドレスはネットワーク部・ホスト部に 分かれている ３２ビット ネットワーク部 z ホスト部 マンション名・部屋番号に相当する – （例）：JPRSマンション マンション ２０２号室 例）： Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 46 23 ネットワーク部の長さ z ネットワーク部の長さによってホスト部の数 が決まる ネットワーク部 ホスト部 ２４ビット ８ビット 上の例ではホスト部が８ビットなので ホスト部は２５６通りになる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 47 どこまでがネットワーク部？ z IPアドレスを見ただけではどこまでがネット アドレスを見ただけではどこまでがネット ワーク部なのかわからない z ネットマスクと呼ばれる目印で境目を判断 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 48 24 ネットマスク IPアドレスの表記に合わせた３２ビット形式 アドレスの表記に合わせた３２ビット形式 z ネットワーク部を全て１、ホスト部を全て０にし て区別する z – あくまでも目印なのでアドレスではないことに注意 ２４ビット ８ビット 11111111.11111111.11111111 00000000 １０進数に直すと、255.255.255.0 １０進数に直すと、255.255.255.0 になる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 49 特別な意味を持つIPアドレス（１） z ホスト部が全て０ – （例） （例）192.168.0.0 – マンション名に相当する – 機器に割り当てられないIPアドレス 機器に割り当てられない アドレス 192.168.100.0 192.168.100. 0 192.168.0.0 192.168.0. 0 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 50 25 特別な意味を持つIPアドレス（２） z ホスト部が全て１ – （例） （例）192.168.0.255 – ブロードキャストアドレスと呼ばれる – 同じネットワーク内の全てのマシンと通信する ためのアドレス – 機器に割り当てられないIPアドレス 機器に割り当てられない アドレス Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 51 IPアドレスを管理する組織 z 世界全体の共通資源・公平性が必要 z IPアドレスが重複しないような管理が必要 アドレスが重複しないような管理が必要 z 国内ではJPNICが管理 が管理 国内では – JPNICから からISPへ、 へ、ISPからユーザへ割り当て からユーザへ割り当て から へ、 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 52 26 IPアドレスは有限な資源 z IPアドレスの総数 アドレスの総数 – 32ビット＝約 ビット＝約43億個 ビット＝約 億個 – 地球の総人口約６０億よりも少ないので 一人１個というわけにはいかない z 資源を有効利用する必要がある – IPアドレスの自動割当（ アドレスの自動割当（DHCP） ） アドレスの自動割当（ – グローバルアドレス・プライベートアドレスの使 い分け Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 53 IPアドレスの自動割当 z DHCP（ （Dynamic Host Configuration Protocol） ） – 動的な 動的なIPアドレス割り当ての仕組み アドレス割り当ての仕組み – ADSLルータはこの機能を持っている ルータはこの機能を持っている z インターネット利用時にIPアドレスを割り当て インターネット利用時に アドレスを割り当て ることでIPアドレスの有効利用が可能になる ることで アドレスの有効利用が可能になる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 54 27 グローバルアドレス z グローバルアドレス – 世界中からアクセス可能なIPアドレス 世界中からアクセス可能な アドレス • Webサーバやメールサーバなどに サーバやメールサーバなどに – インターネット上で重複してはならない Webサーバ Webサーバ Internet Week 2001 [2001/12/3] インターネット （グローバルアドレス） メールサーバ Japan Registry Service Co., Ltd No. 55 プライベートアドレス z アドレスの枯渇を防止する仕組み – 閉じたネットワーク内で自由に使える – ADSLルータなどもこれを利用している ルータなどもこれを利用している – 但しインターネットへ直接アクセスできない z プライベートアドレスの範囲 – 10.0.0.0～ ～10.255.255.255 – 172.16.0.0～ ～172.31.255.255 – 192.168.0.0～ ～192.168.255.255 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 56 28 プライベートアドレスの使われ方 z ルータの内側にはプライベートアドレス ルータの内側にはプライベートアドレスを割り当てる プライベートアドレスを割り当てる – これによりグローバルアドレスの節約が可能 インターネット （グローバルアドレス） z ルータのNAT機能を使うことでインターネットにアク 機能を使うことでインターネットにアク ルータの セス可能 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 57 NATの特徴 z プライベートアドレスをグローバルアドレスに変換す る機能 – ルータのグローバルアドレス A.B.C.D に変換 – A.B.C.D がアクセスしてきたように見える – ただし全てのアプリケーションが動作するとは限らない インターネット （グローバルアドレス） 192.168.0.10 A.B.C.D NATで NATで変換 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 58 29 素朴な疑問その２の答え z 「買ってきたADSLルータに ルータにPCを接続する 買ってきた ルータに を接続する だけでインターネットを利用できるようになっ た。IPアドレスとかいうのはどうなっている た。 アドレスとかいうのはどうなっている んだろう？」 z DHCP機能を利用して 機能を利用してIPアドレスを自動的 機能を利用して アドレスを自動的 に設定している z DHCPを使わず自分で設定することも可能 を使わず自分で設定することも可能 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 59 Windowsでの設定方法 Internet Week 2001 [2001/12/3] z ネットワークコンピュー タのプロパティを開く z NIC（ （ここではTCP/IP ここでは と表示）のプロパティ を開く Japan Registry Service Co., Ltd No. 60 30 実例：IPアドレスの設定方法 z 設定項目 – IPアドレス アドレス • 192.168.0.10 – ネットマスク • 255.255.255.0 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 61 素朴な疑問その３ z 「ルータはパケットをどのようにして運んでい るのだろうか？またIPアドレスの設定はでき るのだろうか？また アドレスの設定はでき たけど、設定項目の中にあったデフォルトゲー トウェイとは何だろう？」 トウェイとは何だろう？」 z これらはパケットを運ぶ経路制御に関係する Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 62 31 インターネット層（２）経路制御 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z – データを相手に届ける トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] 役割 z キーワード – ルータ – ルーティングプロトコル – デフォルトゲートウェイ Japan Registry Service Co., Ltd No. 63 どうやって運ぼう？ 目的地 送信側 データ ？ ルータがパケットを目的地に運ぶ z 運ぶためには道順が必要 z – 経路情報と呼ばれる z ルータに適切な経路情報が必要 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 64 32 経路情報とは 192.168.10.0 R１ A B R２ 192.168.0.0 データ 宛先C 宛先C R1の R1の経路情報 A direct B direct C R2 Internet Week 2001 [2001/12/3] C 192.168.20.0 R2の経路情報 R2の経路情報 B direct C direct A R1 Japan Registry Service Co., Ltd C No. 65 経路情報の作り方 z 経路情報は手動で設定できる – ネットワークの規模が大きくなると手動設定は 大変 – ネットワークは常に変化する z 自動的に経路情報を作る仕組み – ルーティングプロトコル z ルーティングプロトコルについて理解しよう Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 66 33 ルーティングプロトコルの原理 z ルータは自分に直接繋がっているネット ワークを経路情報として持つ z ルータは同じネットワーク内にいるルータ と通信可能 z ルータ同士で経路情報を交換し、経路を 追加する – 以後、一定時間毎に交換を繰り返す Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 67 経路情報の作成（１） 192.168.10.0 R１ A B C R２ 192.168.0.0 192.168.20.0 ルーティングプロトコルによって経路情報が どのようにしてできるのか考えてみる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 68 34 経路情報の作成（２） 192.168.10.0 R１ A B C R２ 192.168.0.0 R1の R1の経路情報 A direct B direct R2の経路情報 R2の経路情報 B direct C direct 直接繋がっている ネットワークを経路 情報として持つ Internet Week 2001 [2001/12/3] 192.168.20.0 Japan Registry Service Co., Ltd No. 69 経路情報の作成（３） 192.168.10.0 R１ A B C R２ 192.168.0.0 R1の R1の経路情報 経路情報を交換する 192.168.20.0 R2の経路情報 R2の経路情報 A direct B direct B direct C direct C R2 Internet Week 2001 [2001/12/3] A Japan Registry Service Co., Ltd R1 No. 70 35 経路の選択・送信 IPネットワーク ネットワークAに IPネットワークA 行きたいんやけど IPネットワーク ネットワークAは IPネットワークA こっちやで データ pc10 こっちやで IPネットワークA Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 71 その他の経路情報 z デフォルトゲートウェイ – デフォルトルートとも呼ばれる – 末端のPCなどは一番近くにあるルータが外 末端の などは一番近くにあるルータが外 への出口 – デフォルトルートとしてそのルータを設定すれ ば、あとの経路選択はインターネット上のルータ にまかせることができる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 72 36 デフォルトゲートウェイ 各PCからはルータが インターネットへの出口 インターネット ルータ PC 192.168.0.10 192.168.0.254 PCはデフォルトゲートウェイをルータ PCはデフォルトゲートウェイをルータ （192.168.0.254）に向ければ良い 192.168.0.254）に向ければ良い Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 73 素朴な疑問その３の答え z 「ルータはパケットをどのようにして運んでいる のだろうか？またIPアドレスの設定はできたけ のだろうか？また アドレスの設定はできたけ ど、設定項目の中にあったデフォルトゲートウェ イとは何だろう？」 イとは何だろう？」 z 各ルータには適切な経路表が設定されており、 それを元にパケットを転送する – ADSLルータや ルータやPCの場合はデフォルトゲートウェイ ルータや の場合はデフォルトゲートウェイ を設定するだけでよい Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 74 37 設定例 z 設定項目 – デフォルトゲート ウェイ • 192.168.0.254 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 75 素朴な疑問その４ z 「社内専用のホームページアドレスに8080とい とい 「社内専用のホームページアドレスに う番号がついている。TCPのポート番号という う番号がついている。 のポート番号という らしいけどいったいどんなものなんだろう？」 z これらはトランスポート層、TCP・ ・UDPに に関係 これらはトランスポート層、 する Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 76 38 トランスポート層（TCP,UDP） アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z – インターネット層から送られ てきたデータをアプリケー ションに渡すための橋渡し トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] 役割 z キーワード – TCP – UDP – ポート番号 Japan Registry Service Co., Ltd No. 77 TCPとUDPの役割 TCP（ （Transmission Control Protocol） ） （User Datagram Protocol） ） z UDP（ z z データの種類を表すポート番号をつける z アプリケーション（Weｂやメール）毎にポート ｂやメール）毎にポート アプリケーション（ 番号が決められている Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 78 39 ポート番号 z インターネット上のサービスにはポート番号 が割り当てられており、データの種類をこ のポート番号で定義している – HTTP ：TCPポート８０番 ポート８０番 – SMTP： ポート２５番 ：TCPポート２５番 – DNS ： ：UDPポート５３番 ポート５３番 ： z 0～ ～1023番の番号を 番の番号をWell Known Portと と 番の番号を 呼ぶ – 1024番以降はユーザが自由に使える 番以降はユーザが自由に使える Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 79 TCPの特徴 z 通信する機器同士で接続処理を行うコネ クション型 – 通信をする機器同士がお互いを意識しなが ら通信をするイメージ z IPプロトコルで保証できなかった通信の プロトコルで保証できなかった通信の 信頼性を、TCPが向上させる が向上させる 信頼性を、 z 相手に確実に届けたいデータに使われる Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 80 40 UDPの特徴 z UDPはコネクションレス型のプロトコル はコネクションレス型のプロトコル – 通信相手の状態を意識せず、送信側が送りた い時に送る – リアルタイムに通信を行うことが可能 z データにポート番号を書いてIPパケットに入 データにポート番号を書いて パケットに入 れて送信するだけ – 通信の信頼性は保証しない – 途中でデータが失われる可能性がある Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 81 TCPとUDPの使い分け z TCPを使うか、 を使うか、UDPを使うか を使うか を使うか、 – プログラム（アプリケーション）を作るユーザが 決定する z 実現したいサービスに応じて使い分け – メールは確実に届いて欲しいので メールは確実に届いて欲しいのでTCP – 音声は途中途切れても良い、ただしリアルタイ ムに動作してほしいのでUDP ムに動作してほしいので Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 82 41 素朴な疑問その４の答え z 「社内専用のホームページアドレスに8080という番号 社内専用のホームページアドレスに という番号 がついている。TCPのポート番号というらしいけどいっ のポート番号というらしいけどいっ がついている。 たいどんなものなんだろう？ 」 z サービスごとにポート番号が割り当てられている – 意図的にポート番号を変えることも可能 z ホームページアドレスでのポート番号指定方法 – http://www.example.co.jp:8080/ Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 83 実例 http://www.example.co.jp http://www.example.co.jp// Internet Week 2001 [2001/12/3] http://www.example.co.jp :8080/ http://www.example.co.jp:8080/ Japan Registry Service Co., Ltd No. 84 42 素朴な疑問その５ の設定項目の中にDNSとい とい z 「Windowsの設定項目の中に の設定項目の中に うのを見かけた。メールアドレスやホー ムページアドレスと何か関係があるのだ ろうか？」 ろうか？」 という仕組みに関係する z これらはDNSという仕組みに関係する これらは Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 85 アプリケーション層（１）DNS アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） z – 人間がインターネットをより 使いやすいものにするため の仕組み トランスポート層 (TCP,UDP) インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] 役割 z キーワード – ドメイン名 – DNS – ネームサーバ Japan Registry Service Co., Ltd No. 86 43 なぜドメイン名・DNSが必要？ インターネット上のコンピュータは アド z インターネット上のコンピュータはIPアド レスでしか通信できない – 人間がIPアドレスを覚えるのは大変 人間が アドレスを覚えるのは大変 z IPアドレスではなくわかりやすい名前で アドレスではなくわかりやすい名前で 指定したい！ ドメイン名・DNS Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 87 ドメイン名とは z インターネットにおけるドメイン名の例 – http://www.example.co.jp/ – z [email protected] ドメイン名の特徴 – IPアドレスに比べて、わかりやすい文字列が アドレスに比べて、わかりやすい文字列が 使えるので覚えやすい Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 88 44 ドメイン名の構造（１） z 使える文字の特徴 www.example.co.jp www.example.jp – 英数字・ハイフンで表記 – 大文字・小文字の区別はない – ピリオド「.」で区切られている ピリオド「 」で区切られている – 先頭のwwwはホスト名を表す はホスト名を表す 先頭の Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 89 ドメイン名の構造（２） z 右は大きなくくり左は小さなくくり （例）example.co.jp 例） jp:第１レベルドメイン 第１レベルドメイン co:第２レベルドメイン 第２レベルドメイン jp co example:第３レベル 第３レベル ドメイン z example JPドメイン名の種類 ドメイン名の種類 – 既存JPドメイン名・汎用 既存 ドメイン名・汎用JPドメイン名 ドメイン名・汎用 ドメイン名 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 90 45 既存JPドメイン名の特徴 z 従来のJPドメイン名 従来の ドメイン名 www.example.co.jp – 第2レベルドメインに組織の属性を表記 レベルドメインに組織の属性を表記 • ac, ad, co, ed, go, gr, ne, or – 第3レベルドメインが組織・企業名になる レベルドメインが組織・企業名になる • ユーザが決められる文字はこの部分から – 1組織 組織1ドメインしか取得できない 組織 ドメインしか取得できない Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 91 汎用JPドメイン名の特徴 z 新しいJPドメイン名 新しい ドメイン名 www.example.jp ジェーピーアールエス.jp ジェーピーアールエス – 第2レベルドメインで自由に取得可能 レベルドメインで自由に取得可能 – いくつでも取得可能 • 個人でも簡単に取得できる – 日本語ドメイン名の登録も可能 • 現時点では一部利用制限あり Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 92 46 DNSとは（１） z DNS （Domain Name System） ） z ドメイン名とIPアドレスを結びつける仕組み ドメイン名と アドレスを結びつける仕組み www.example.jp z 192.168.0.100 ドメイン名からIPアドレスを調べることを名前 ドメイン名から アドレスを調べることを名前 解決と呼ぶ Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 93 DNSとは（２） z DNSはクライアント・サーバモデル はクライアント・サーバモデル www.example.jpの のIPアドレスは？ アドレスは？ DNS クライアント 192.168.0.100です です DNS サーバ サーバ：DNSサーバ、ネームサーバ サーバ、ネームサーバ サーバ： z クライアント：リゾルバ（プログラムの一種） z Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 94 47 DNSとは（３） z 自分のドメインを管理するネームサーバが 必ずある – 自分の組織にあるIPアドレスとドメイン名を関連 自分の組織にある アドレスとドメイン名を関連 付けるデータベースを持つ z 各組織にネームサーバがある – 各組織にデータベースが分散配置されている z 階層構造になっている（木構造） Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 95 DNSの木構造（１） . … COM … AC ルート JP CO KR jprs example … JPドメイン名 汎用JP ドメイン名 汎用 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 96 48 DNSの木構造（２） z JP, COなどの集合をゾーンと呼ぶ などの集合をゾーンと呼ぶ – ネームサーバがそのゾーンを管理 z 最上位にルート（ . ）ゾーンが存在 – ルートゾーンはルートサーバが管理 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 97 www.jprs.jpのIPアドレス取得 ネームサーバ jpのネームサーバはどこ？ jpのネームサーバはどこ？ example.co.jp example.co.jp DNSサーバ DNSサーバ あっちです jprsのネームサーバはどこ？ jprsのネームサーバはどこ？ . JP そっちです リゾルバ www.jprs www.jprs..jpの jpのIPアドレスは？ IPアドレスは？ JPRS.JP アドレスは61.120.151.80 IPアドレスは 61.120.151.80です です IPアドレスは Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 98 49 ルートサーバ z 自分で名前解決できない時は必ずルート サーバに聞く – ルートサーバはDNSにおいてとても重要 においてとても重要 ルートサーバは z 世界に13個設置されている 世界に 個設置されている – a.root-servers.net ～ m.root-servers.net – 日本には m.root-servers.net がある Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 99 素朴な疑問その５の答え z 「Windowsの設定項目の中に の設定項目の中にDNSというの というの の設定項目の中に を見かけた。メールアドレスやホームページ アドレスと何か関係があるのだろうか？」 アドレスと何か関係があるのだろうか？」 z DNSは はドメイン名とIPアドレスを結びつける仕 ドメイン名と アドレスを結びつける仕 組み – 実例としてDNSサーバを サーバを192.168.0.1に指定し、 に指定し、 実例として サーバを PCの のホスト名をpc10.jprs.jpと設定する方法を ホスト名を と設定する方法を 紹介 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 100 50 設定例 z 設定項目 – ドメイン名 • jprs.jp – ホスト名 • pc10 – ネームサーバ • 192.168.0.1 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 101 アプリケーション層（２）その他 アプリケーション層 (HTTP, SMTP) （DNS） DNS） トランスポート層 (TCP,UDP) z 役割 – ユーザが直接触れる層 – ユーザにサービスを提供す る層 インターネット層 (IP) ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 102 51 サービスの提供 z インターネット上のサービスを提供 – ホームページの閲覧 （HTTP） ） ホームページの閲覧 （ • Hyper Text Transfer Protocol – メールの送信・受信 （SMTP・ ・POP3） ） メールの送信・受信 （ • Simple Mail Transfer Protocol • Post Office Protocol version3 – ファイルの転送 （FTP） ） ファイルの転送 （ • File Transfer Protocol Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 103 ここまでのおさらい z ブラウザを使ってホームページが表示さ れるまでを例に、各層の機能をおさらい – （例）http://jprs.jp の表示 （例） – JPRSの のWebサイトでは サイトでは www.jprs.jp や www.jprs.co.jp でも表示できます Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 104 52 ホームページのアドレス入力 z ホームページのア ドレスをブラウザ に入力する http://jprs.jp Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 105 ネームサーバへの問い合わせ ネームサーバ z 192.168.0.1 z z WWWブラウザ WWWブラウザ ネームサーバへはIPアドレス ネームサーバへは アドレス で通信する 問い合わせにはUDPポート５ ポート５ 問い合わせには ３番を使う パケット転送のため、経路制 御が行われる クライアント Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 106 53 名前解決における経路制御 インターネット example.co.jp デ ー タ ネームサーバ （２） （１） PC Internet Week 2001 [2001/12/3] （１）example.co. jpのネーム のネーム （１）example.co.jp サーバに問い合わせる （２）jprs （２）jprs..jpの情報をもってい jpの情報をもってい ないのでルートサーバに 問い合わせを行う Japan Registry Service Co., Ltd No. 107 経路の選択・送信 ルートサーバに 行きたいんやけど ルートサーバは こっちやで データ こっちやで ルートサーバ ネームサーバ Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 108 54 jprs.jpのIPアドレス取得 ネームサーバ jpのネームサーバはどこ？ jpのネームサーバはどこ？ example.co.jp example.co.jp DNSサーバ DNSサーバ あっちです jprsのネームサーバはどこ？ jprsのネームサーバはどこ？ . JP そっちです リゾルバ jprs. jprs.jpの jpのIPアドレスは？ IPアドレスは？ JPRS.JP アドレスは61.120.151.80 IPアドレスは 61.120.151.80です です IPアドレスは Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 109 Webサーバへの接続 z Webサーバへ接続 サーバへ接続 – プロトコルとしてHTTPを用いるので を用いるのでTCPポート ポート プロトコルとして を用いるので 80番を使用 番を使用 z パケット転送のため、経路制御が行われる （ここでは省略） Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 110 55 アプリケーション層（HTTP） z Webサーバからページを取得する サーバからページを取得する クライアント Webサーバ Webサーバ （１）ページを下さい （２）これです サーバとの内部的なやりとり GET / HTTP/1.0 <HTML> <HEAD> <TITLE>Japan Registry Service Co., Ltd</TITLE> </HEAD> </HEAD> <BODY> 中略…… 中略…… </BODY> </BODY> </HTML> </HTML> Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 111 ホームページの表示 サーバから取得したページを表示 z Webサーバから取得したページを表示 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 112 56 階層構造における処理の流れ 送信側 受信側 アプリケーション層（HTTP ） アプリケーション層（HTTP） サービス アプリケーション層（HTTP ） アプリケーション層（HTTP） トランスポート層（TCP ） トランスポート層（TCP） データの種類 トランスポート層（TCP ） トランスポート層（TCP） インターネット層（IP ） インターネット層（IP） 宛先IP ・配送 宛先IP・ インターネット層（IP ） インターネット層（IP） ネットワーク層 電気信号変換 ネットワーク層 ハードウェア層 Internet Week 2001 [2001/12/3] ハードウェア層 Japan Registry Service Co., Ltd No. 113 Japan Registry Service Co., Ltd No. 114 おわりに Internet Week 2001 [2001/12/3] 57 インターネットの発展 z インターネットは優れた拡張性や機能により 発展してきた z 普及の過程で様々な問題が発生してきた z 問題を解決するための新しい技術や仕組み について検討されている Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 115 新しい技術・仕組み z 新しいインターネットプロトコル – IPv6 (Internet Protocol Version 6) – 現在のIPプロトコルが抱えている問題点を解決 現在の プロトコルが抱えている問題点を解決 する仕組みが数多く取り込まれている z 新しいドメイン名の導入 – 新TLD・ ・汎用JPドメイン名 汎用 ドメイン名 – 多言語ドメイン名の開発・導入 Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 116 58 でも大丈夫 z 新しい技術・仕組みも基本的な知識の延長 線上になっている z 興味を持たれた方は来年の上級チュートリ アルを受けてみてはいかがでしょうか Internet Week 2001 [2001/12/3] Japan Registry Service Co., Ltd No. 117 Japan Registry Service Co., Ltd No. 118 質疑応答 Internet Week 2001 [2001/12/3] 59