法政大学情報科学部...
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コンピュータネットワーク
第11回授業
制御パケットとセッション層の
ネットワーク
WEB公開版のため、
内容は大きく抜粋・修正してあります。
WEB公開版
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法政大学情報科学部 2012年度コンピュータネットワーク
2012年4月10日~2012年7月19日
第1回
イントロダクション第2回
デジタル伝送技術
第3回
誤り訂正と通信の信頼性第4回
イーサネットとデータリンクの仮想化
第5回
LANの拡張と無線技術
第6回
遠距離通信とインターネットへの接続第7回
後半授業の準備
第8回
通信の種類とフロー制御の基本第9回
大規模ネットワークの構築と運用
第10回
4種類のルーティング第11回
制御パケットとセッション層のネットワーク
第12回
データグラムとストリームの処理第13回
インターネットのインフラストラクチャ
第14回
ネットワークのモニタリングとチューニング
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通信の種類は3つ1対1
1対多
多対多
TCPは1対1UDPは1対多
が定石!
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IPとコントロールパケット
ICMP経路情報の調査
フラグメンテーション
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新しいパケット ICMP – IPの裏で働くパケット
【裏】エラー
制御を行う。
【表】経路制御や転送などを行う。
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ICMP
(Internet Control Message Control)
タイプ コード チェックサム
メッセージ詳細
メッセージ詳細
8 16 3224
ICMPはIPの相棒または裏方
通信がうまくいかない時のエラー通知や処理をする。
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インターネットはベストエフォート型
衝突や輻輳(混雑)によりパケットの再送を行うが、パケットの消失や破損事態を防ぐことはできない。確保できるトラフィックはネットワークの状況による。
入らないパケットの処理に
ICMPを使う!
ICMPは
ベストエフォート型の申し子!
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ICMPの利用例1:Traceroute
Tracing route to www.l.google.com [*.*.235.178]over a maximum of 30 hops:
1 3 ms 1 ms 1 ms 192.168.1.1 2 1680 ms 79 ms 99 ms **.0.7 3 48 ms 49 ms 49 ms 1**8.0.101 4 68 ms 79 ms 80 ms 1**8.0.33 5 68 ms 89 ms 49 ms 1**6.5.137 6 69 ms 78 ms 79 ms 1**.52.105 7 67 ms 79 ms 79 ms
**.ad.jp [**.65.156] 8 67 ms 79 ms 79 ms
**.ad.jp [**.192.113] 9 68 ms 140 ms 79 ms
**3.ep**.ne.jp [**.128.33] 10 108 ms 79 ms 79 ms **.50.245 11 67 ms 179 ms 190 ms **.239.202 12 88 ms 79 ms 80 ms **.241.133 13 68 ms 79 ms 82 ms ***.net [***5.178] Trace complete.
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IPパケットとフラグメンテーション
バージョン ヘッダ長 TOS データ長
ID フラグメントオフセットフラグ
TTL プロトコル チェックサム
送信元IPアドレス
あて先IPアドレス
異なるネットワークを通過す
るフラグメンテーションに使うフラグ。
あて先IPアドレス
を見てルータが中
継して行く!
Time To Live到達できないパケットを
処理
マルチキャスト送信や
Tracerouteに
使う。
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フラグメンテーションが必要な場合 FDDIからETHERNET
MTUは4532
MTUは1500
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復習(第4回):LANの種類• FDDI
リングトポロジーと光ファイバを利用。大規模な構成ができるが、転送速度は、100M
• ATM-LAN非同期方式。ISDNの一部で使われている。
• トークンリング・トークンバストークンが巡回して衝突などを避ける方式。スピードは10M-20M。
• ETHERNET:1000BASEシリーズもっとも一般的に使われている方式。ETHERNETと言い換えても吉。衝突はCSMA/CDで処理。
• 無線LAN(802.11シリーズ)ケーブルの代わりに無線を用いる。スター型のトポロジーで、無線アクセスポ
イントにすべてのノードがぶら下がる。衝突は、CSMA/CAで処理。
MTUは4532
MTUは1500
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FDDI(リング型)
• LANの技術規格の1つ。
• トポロジ:リング型
• 伝送媒体:光ファイバ
• 伝送方式:ベースバンド方式
• 伝送符号:NRZI• アクセス制御:トークン
• 100KM~200KMは高域ネットワークに使う。
• 伝送速度は100MB,MTUは4352でEthernetより速いが、 Ethernetの高速化に伴い使われなくなっている。
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フラグメンテーションが必要な場合 FDDIからETHERNET
MTUは4532
MTUは1500
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IPパケットとフラグメント
バージョン ヘッダ長 TOS データ長
ID フラグメントオフセットフラグ
TTL プロトコル チェックサム
送信元IPアドレス
あて先IPアドレス
フラグ:1フラグメントオフセット:0
ヘッダ フラグ:1フラグメント
オフセット:400ヘッダ
フラグ:0フラグメント
オフセット:800ヘッダ
MTUが
400の場合
フラグ:0はフラグメント最
後のパケット
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MTU Path Discovery
ICMPメッセージ
「フラグメントが必要」 パケットサイズ
が大きくて送れ
ない!
サイズを小さくして送信!
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セッション層:IP電話 RTPとSIP
NATの仕組み
スーパーノード
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はじめに:IP電話は総合技術 セッション層を駆使する
電話帳の検
索は分散
ハッシュテー
ブルを使っ
てスーパー
ノードが行う。
Skypeの
サーバは
認証処理
をするの
み。
NAT越えはSTUNサーバを使って行う。
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IP電話で使うパケット – SIPとRTP
軽量なUDP ベースに通話用の
制御を加える!
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IP電話ネットワーク:SIPとRTP
呼制御(セッション層)
はSIPが担当
実際の通話(順番制御)は
RTPが担当
SIP: Session Initiation ProtocolRTP: Real-time Transport Protocol
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SIPプロトコル(呼制御)
INVITEをSIP サーバに送信
AB
SIPサーバ
サーバに確認
中を通知
Aさんに着信
中であること
を告げる。
電話がつなが
り、通話開始。
Bさんが電話
を切る。200OKを送信し、
通話終了
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RTP (Real-Time Transport Protocol)
V P CC M PT シーケンス番号
タイムスタンプ
SSRC
CSRC
ど う で す か
ど うで すか
ど う で す か
タイムスタンプ
を使って順番
のずれたデー
タを修正!
UDPベースだが
順序制御ができ
るプロトコル!
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SIPはNATが苦手
ヘッダ
データ
Cからは、Aのプライ
ベートアドレスがあて
先のパケットが送信
されるため、Bに届か
ない!
A B C
返信
LOST!!
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NAT越えその1:UPnP Universal Plug and Play
ルータBからグ
ローバルアドレス
が通知されるので
送信元アドレスを
書き換える。
A B C
SENT OK!!
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NAT越えその2:STUN Simple Traversal of UDP through NAT
STUNサーバが
データに組
み込まれた
送信元PA1 をGA1に書
き換える。
ルータは
STUNサー
バにパケッ
トを送る。
SkypeはSTUNを
使っています。
SENT OK!!
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C/SモデルとP2Pモデル
C/S(クライアントサーバ)モデル
トポロジー:スター型
P2Pモデル
トポロジー:メッシュ型
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P2Pの自己組織化
その1帯域
ファイルや情報は上の方(広帯域の回線)行く傾向がある。
高速回線
中速回線
低速回線
使っている回線の
帯域によって階層ができる!
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IP電話とスーパーノードWEB公開版
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分散ハッシュテーブル
IPアドレスをハッシュ値に変換
各テーブルのハッシュ値は
ダブっていても可。
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分散ハッシュテーブルの検索
010101
100101
001000
110101
①
②
③
④
分散ハッシュ
テーブル上の
距離が近いものを辿る
000を探す WEB公開版
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IP電話
まとめ電話帳の検
索は分散
ハッシュテー
ブルを使っ
てスーパー
ノードが行う。
Skypeの
サーバは
認証処理
をするの
み。
NAT越えはSTUNサーバを使って行う。
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1対多通信の制御
マルチキャスト
IGMP
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2種類の1対多
1対多
マルチキャスト特定の多数に送る
ブロードキャスト不特定の多数に送る
探したり集
めたりするための通信。
多数をまとめる。
グループ管理
する
1対多の通信には
ブロードキャストと
マルチキャストがある
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![Page 33: 法政大学情報科学部 2012年度コンピュータネットワーク-第11回授業-Web公開用](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051314/559278941a28ab18238b46f0/html5/thumbnails/33.jpg)
マルチキャストの効用 ユニキャストとの比較:N台のコンピュータを
相手にする。
ユニキャストを使うと、相手の数だけ通信路と
パケットを用意しないといけない!N*M
マルチキャストを使うと通信路とパケットは
1つで済む!N*1
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マルチキャストとブロードキャスト
マルチキャスト
ブロードキャスト
ブロードキャスト(赤)は同一セグメント(スイッチ内)
の不特定多数 –すべてのノード
マルチキャストは、特定多数のノード。
セグメント(スイッチやルータ)を越えて送信しても可。
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ブロードキャスト(第4回、第10回) (無差別、不特定多数)
送信元(探している先)はARPパケットを全員に送る。
ARPパケットはスイッチやルータを越えない
同一セグメント(スイッ
チ、ルータ内)にいればIPパケットは
必要ありません!
送信先の情報は知りません。探しています。
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マルチキャストの効用 ユニキャストとの比較
ユニキャストを使うと、相手の数だけ通信路と
パケットを用意しないといけない!N*M
マルチキャストを使うと通信路とパケットは
1つで済む!N*1
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マルチキャストアドレス
224.0.0.0 予約
224.0.0.1 そのネットワーク内の全てのノード
224.0.0.2 そのネットワーク内の全てのルータ
224.0.0.5 OSPF対応ルータ
224.0.0.9 RIP2対応ルータ
224.0.0.10 IGRP対応ルータ
224.0.1.1 NTPプロトコル
米シスコ・システムズが開発した自律システム
(AS)内のルーティング・プロトコル。RIPよりも大規模なネットワークが扱える。
NTPは時刻同期
プロトコルのこと。
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IGMP
(Internet Group Management Protocol) マルチキャストグループの制御
①Type IGMPメッセージの種類。Membership Query、Membership Report、Leave Groupの3種類。
②Max Response Time IGMPメッセージの種類がMembership Queryの際に適用される。Membership Queryに対するMembership Reportまで待てる最大時間。
③IGMP Checksum IGMPヘッダとIGMPペイロードに対して計算されるチェックサム。
④Group Address [32ビット]マルチキャストグループアドレス。
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Type Max Response Time IGMP Checksum
Group Address
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IGMP:マルチキャストグループの制御
各ルータは自分が管
理するセグメントのグループ名に対応したメンバーの表を持って
いる。
Type Max Response Time IGMP Checksum
Group Address
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IGMP:マルチキャストグループの制御
Bは参加要求パケットを送信する。Type: Membership_Query
ルータはグループ:水
にメンバーBを
追加する。
Bはグループ水
に参加したい。
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IGMP:マルチキャストグループの制御Cはグループアドレ
スにパケット(緑)
を送信。
Cが送信するパケット
ルータが送信するマルチキャストパケット
ルータは隣のルータにマルチキャストアドレスを転
送!
隣のルータはグループ水に登
録されているIと Kに転送。
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