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ネットワークの基礎知識

OSI 参照モデル

| レイヤー | 役割 | Packet Data Unit | | :------------------: | :----------------------------------------------------------: | :--------------: | | アプリケーション層 | やり取りするデータの形式を規定 | - | | プレゼンテーション層 | 文字コードや圧縮形式など情報の表現形式を規定 | - | | セッション層 | データの送受信管理、コネクションの確立・タイミング管理を規定 | - | | トランスポート層 | エラー訂正やデータの分割を規定 | セグメント | | ネットワーク層 | 隣接デバイスを超えた通信を規定 | パケット | | データリンク層 | 隣接デバイス間の通信制御 | フレーム | | 物理層 | 電圧やコネクタ形状、電気信号などについて規定 | ビット |

TCP/IP

| レイヤー | 代表的なプロトコル | OSI 参照モデルにおける位置 | | :----------------------------: | :----------------------------: | :------------------------------------------------: | | アプリケーション層 | HTTP, FTP, SMTP, POP, DNS, ... | アプリケーション、プレゼンテーション、セッション層 | | トランスポート層 | TCP, UDP, ... | トランスポート層 | | インターネット層 | IP, ARP, ICMP, ... | ネットワーク層 | | ネットワークインターフェース層 | Ethernet, PPP, ... | データリンク、 物理層 |

TCP/IP のパケット交換方式でのデータのやりとりにおいては各レイヤーにヘッダが付加される

[MAC HEADER][IP HEADER][TCP HEADER][APPLICATION DATA] | | |____________________________| | | TCP segment | | |_______________________________________| | IP packet | |___________________________________________________| MAC frame
  • TCP(Transmission Control Protocol)
  • IP(Internet Protocol)
  • MAC(Media Access Control)

Data Link Layer

Ethernet

Ethernet II フレーム

  • プリアンブル: Ethernet フレーム同期用信号
    • Wireshark でキャプチャはできない
  • 送信先 MAC アドレス: -
  • 送信元 MAC アドレス: -
  • タイプ: L3 のプロトコル
    • IPv4: 0x0800
    • ARP: 0x0806
    • IPv6: 0x86DD
  • Ethernet ペイロード: 上位層のデータ
    • 46 byte〜1500 byte で最小値に満たないデータにはパディングと呼ばれるダミーデータを付与、最大値を超えるデータは分割して送信される
    • Ethernet フレームに入るデータの最大値を MTU(Maximum Transmission Unit) と呼ぶ
  • FCS: Ethernet ペイロードのチェックサム計算に用いられる
    • NIC が FCS を取り外しているので、Wireshark では捉えられない
|0 |8 |16 |24 |32 | preamble | | | | dest mac addr | | | src mac addr | | | | type | | | ethernet payload (variable) | | | | ... | | | | FCS(last 4 byte) |
// 例 Ethernet II, Src: Apple_4e:37:7f (88:e9:fe:4e:37:7f), Dst: Sumitomo_cb:8a:07 (00:0b:a2:cb:8a:07) Destination: Sumitomo_cb:8a:07 (00:0b:a2:cb:8a:07) Address: Sumitomo_cb:8a:07 (00:0b:a2:cb:8a:07) .... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default) .... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast) Source: Apple_4e:37:7f (88:e9:fe:4e:37:7f) Address: Apple_4e:37:7f (88:e9:fe:4e:37:7f) .... ..0. .... .... .... .... = LG bit: Globally unique address (factory default) .... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast) Type: IPv4 (0x0800)
  • L2 スイッチ配下ホスト同士の通信において、MAC アドレステーブルから情報がひけないときにはフラッティングが行われる
    • 機材にもよるが数分程度通信がない場合、テーブルから情報が揮発する
  • タグ VLAN は送信先 MAC アドレスとタイプの間に 32 ビットの情報を仕込んで実現されている(IEEE802.1q)
    • ポートに対して VLAN ID を振るのではなく、フレームに VLAN ID を仕込む

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