ネットワーク基礎編4

ネットワーク基礎編1
ネットワーク基礎編2
ネットワーク基礎編3
ネットワーク基礎編4

サイトマップ

 

 

第四章 OSIモデルのプロトコル階層の機能

4-1、プロトコル階層

 

Microsoft

Novell

Internet

SNA

DNA

AppleTalk

アプリケーション

SMB

WINS

NetBIOS

NCP

FTP, Telnet / NFS

SMTP, SNMP / XDR

Winsock / RPC

APPC

IMS

FTAM / DAP

X.400, X.500

AppleShare

AFP

プレゼンテーション

セッション

トランスポート

NetBEUI

SPX

TCP, UDP, DNS

APPN

 

ATP, NBP

ネットワーク

IPX, RIP, NLSP

IP, RIP, ARP, ICMP, OSPF

   

DDP, RTMP

データリンク(LLC)

NDIS

LSL

(IEEE 802.2)

Token Ring

 

AARP,

Local Talk, Ether Talk,

Token Talk

データリンク(MAC)

Ethernet (802.3)

Token Bus (802.4)

Token Ring (802.5)

DQDB (802.5)

FDDI

物理

4-2、主なプロトコル

FTP(File Transfer Protocol):プログラムやデータなど、各種のファイルを転送する
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):電子メールを転送する
TELNET:リモートログイン(遠隔ログイン)を行う
DNS(Domain Name System):ドメイン名とアドレスの対応関係を送受信する
SNMP(Simple Network Management Protocol):ネットワーク上の装置の状態を管理する
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol):クライアントマシンのIPアドレスを動的に割り当てる

○トランスポート層プロトコル

トランスポート層プロトコルはシステムエンド間のデータ転送機能を提供する。なおシステムエンドとは中継器を除いた最終的な通信相手のことを言う。

TCP (Transmission Control Protocol):コネクション型の通信を行い、高い信頼性を保証する。コネクション型というのは、あらかじめ論理的な通信経路をシステムエンド間で確立し、その中でパケットを送受信する。実際のパケットは、順番通りに届くとは限らず、また、何らかの障害が発生し、異常なパケットが届いたり、パケットが届かなかったりするかもしれない。TCPでは、これらパケットの順番や送達確認等を管理し、確実なデータ転送を実現する。

UDP (User Datagram Protocol):コネクションレス型の通信を行い、信頼性を保証せず、高速伝送を提供する。UDPでは、TCPのような信頼性を保証する機能はない。そのかわり、論理的な通信経路を確立したり、その他管理にかかる時間がないので、高速にパケットを転送できる。

ATP (Apple Transaction Protocol)Apple社のMacintoshが標準で使用するネットワークプロトコルであるAppleTalkのトランスポート層プロトコルの1つ。ATPは片方向のみだが、コネクション指向で信頼性のあるコネクションを提供する。

○ネットワーク層プロトコル

多くのネットワーク同士が「ルータ」と呼ばれる中継器によって網の目のように接続された「ネットワークのネットワーク」がインターネットと言える。このインターネットの中で、パケットは多くのルータを経由して目的の装置まで届けられなければならない。そのためにルータ同士が連携しどのネットワークにはどの経路が最適かを決める「経路選択(ルーティング)」機能が必要である。ネットワーク層プロトコルはこの経路選択と中継の機能を提供する。

IP (Internet Protocol):パケット転送のためのプロトコル

RIP (Routing Information Protocol)TCP/IPNetWareIPX/SPXなどによって構成されるネットワークにおいて、動的ななルーティング制御を行なうためのプロトコル。各ルータが自分のノードにつながっているネットワークアドレスをブロードキャストで各ネットワーク上へ送り出している。するとそのネットワーク上にあるIPルータはそのブロードキャスト情報を受け取り、隣接ネットワークへのルーティング情報を得ることができる。またその情報をさらにブロードキャストすれば、さらにその隣接ネットワークへ情報が伝わる。このようにして次々とルーティング情報がルータ間で伝播していく。ルータは集まったルーティング情報からパケットの適切なルーティングを行なえるようになる。

ARP (Address Resolution Protocol)TCP/IPプロトコルにおいてIPアドレスからMACアドレスを求めるためのプロトコル。一般にEthernetのようなLAN媒体では2つのノード間で通信を行なう場合、通信相手のMACアドレスを知らなければ通信することはできない。パケットの宛先フィールドには通信相手のMACアドレスを指定しなければならないからである。しかしTelnetFTPなどのTCP/IPアプリケーションでは通信相手のIPアドレスは知っていてもMACアドレスは分からない。これを求めるのがARPの役割である。ARPの仕組みは簡単で,自分のMACアドレスとIPアドレス、そして通信相手のIPアドレスの3つを「ARP問い合わせ」パケットに入れてLAN上へブロードキャストする。 LAN上の各ノードはARP問い合わせのブロードキャストを見ており、もし自分のIPアドレスが指定されていれば、「ARP応答」パケットに自分のMACアドレスを入れて応答を返す。これにより発信元にMACアドレスが返される。その後2ノード間だけで通信することができる。

4-3、プロトコル階層とLAN間接続機器

1つのLANを大きくしすぎると、効率は悪くなり、管理もしにくくなる。またケーブル長等に制限があり、大きくするにも限界がある。通常は部門単位やフロア単位でLANを構築して、それらを相互に接続することで大きなLANを作る。そして、LAN同士を接続しWANにすることで効率の良いネットワークを構築することができる。LAN間接続装置としてはリピータ、ハブ、ブリッジ、スイッチ、ルータが代表的である。

リピータ 物理層の中継を行う。LANでは1本のケーブル(セグメント)の最大長が決められており、単純に距離を延長するために2本のケーブルをリピータで接続することができる。リピータで接続するLAN同士は、同じアクセス制御方式でなければならない。
ハブ 物理層の中継を行う。リピータと同じ役割をする。複数のポートをもつリピータと考えるとよい。複数のネットワークセグメントを接続し、単一のコリジョン ドメインを形成する。ハブはネットワークセグメント間の衝突の発生を防ぐことができない。
ブリッジ データリンク層の中継を行う。ブリッジはフィルタリング機能を持っており、データの送信元MACアドレスから、どのLAN上にどのMACアドレスの装置があるかをアドレス テーブルに記憶する。宛先アドレスが同一LAN内宛のデータの場合はブリッジは他のLANへデータを中継しない。ハードウェアでフィルタリングを行い、フレームを転送する際にいったん蓄積して転送を行うので遅延を生じさせることがある。
スイッチ
スイッチ編参照
データリンク層の中継を行う。ブリッジ同様送られてきたMACアドレスをもとにフィルタリングを行う。スイッチはソフトウェアでフィルタリングを行うのでブリッジより速く動作する。スイッチはブリッジ同様複数のネットワークセグメントを接続し、ブロードキャストを中継し、単一のブロードキャスト ドメインを形成する。ネットワークセグメント間の衝突は中継せず、コリジョン ドメインは別々のままである。そのため帯域を有効に使用できる。
ルーター
ルーター編参照
ネットワーク層の中継を行う。データリンク層以下のプロトコルが異なる複数のネットワーク同士を接続することができ、最適な経路を選択して中継するルーティング機能を持っている。ルータは最適な経路を選択し、相手を指定して中継するパス決定機能と交換機能という二つの基本的な機能を持つ。ルータは複数のネットワークを相互接続するが、ブロードキャストを中継せず、別々のブロードキャスト ドメインを形成する。