7月15日（木）1コマ目

前回のテスト

イーサネット、ARP、IPのテストをしました。

解説です。

PCやルーターでの処理

1.IPがルーティング

次に送信する宛先が決まる。が、IPアドレスで知らされる。

2.ARPでIPアドレスをMACアドレスへ

イーサネットは送信先のMACアドレスが必要。

ARPがIPアドレスからMACアドレスへ。

①まず、ARPテーブルチェック

ここに対象データがあれば（IPアドレスとMACアドレスの組み合わせ）、そのMACアドレスを使う。

なければ、②へ。

② ARPリクエスト送信

ARPリクエストパケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	FF:FF:FF:FF:FF:FF
	送信元MACアドレス	送信元のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットIPアドレス	MACアドレスを調べたい対象のIPアドレス

③ARPリクエストを受信したら

ARPヘッダ内のターゲットIPアドレスをチェック。もし自分が問い合わされている場合はARPレスポンス送信。ARPレスポンスパケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ARPリクエスト送信元のMACアドレス
	送信元MACアドレス	送信元のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットMACアドレス	自分のMACアドレス(これを通知したい)

④ARPレスポンスを受信すると

調べたいMACアドレスの取得成功。

ARPテーブルに保存する。

３．イーサネットがパケット送信

データパケットを送信できる。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ARPで取得した宛先のMACアドレス
	送信元MACアドレス	送信元のMACアドレス
IPヘッダ	宛先IPアドレス	データを届けたい相手のIPアドレス
	送信元IPアドレス	データ送信元のIPアドレス

問題では

ホスト４からホスト１へデータを送信することになっています。

ホスト４にて

IPでルーティング

宛先IPアドレスはホスト１（172.16.10.100）、ホスト４のルーティングテーブルを使ってルーティングすると次に送る宛先は　172.16.30.1　に決定。

ARPでIPアドレスをMACアドレスへ

ルーティング結果の172.16.30.1のMACアドレスを調べる。

まず、ホスト４のARPテーブルチェック。残念ながらない。よって、ARPリクエスト送信。

パケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	FF:FF:FF:FF:FF:FF
	送信元MACアドレス	ホスト4のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットIPアドレス	172.16.30.1

これがパケット①。

172.16.30.1がARPレスポンス返信

ARPリクエストを受信した172.16.30.1はホスト４へARPレスポンスを送信してMACアドレスを伝える。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ホスト4のMACアドレス
	送信元MACアドレス	ルーターBのポート2のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットMACアドレス	ルーターBのポート2のMACアドレス(これを通知したい)

これがパケット②。

イーサネットがデータ送信

172.16.30.1(ルーターBのポート2)へデータを送信。パケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ルーターBのポート2のMACアドレス
	送信元MACアドレス	ホスト4のMACアドレス
IPヘッダ	宛先IPアドレス	ホスト1のIPアドレス
	送信元IPアドレス	ホスト4のIPアドレス

これがパケット③。

172.16.30.1(ルーターBのポート2)がパケット③を受信する。

ルーターBにて

IPがルーティング

受信パケットのIPヘッダの宛先IPアドレスは172.16.10.100。

ルーターBのルーティングテーブルでルーティングすると、172.16.20.254から　172.16.20.1　へ送信することに決定。

ARPがIPアドレスをMACアドレスへ

ルーティング結果の172.16.20.1のMACアドレスを調べる。

まず、ルーターBのARPテーブルチェック。対象があるため、MACアドレスが取得できる。

イーサネットがデータ送信

172.16.20.254(ポート1)から172.16.20.1(ルーターBのポート2)へデータを送信。パケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ルーターAのポート2のMACアドレス
	送信元MACアドレス	ルーターBのポート1のMACアドレス
IPヘッダ	宛先IPアドレス	ホスト1のIPアドレス
	送信元IPアドレス	ホスト4のIPアドレス

これがパケット④。

172.16.20.1(ルーターAのポート2)がパケット④を受信する。

ルーターAにて

IPがルーティング

受信パケットのIPヘッダの宛先IPアドレスは172.16.10.100。

ルーターAのルーティングテーブルでルーティングすると、172.16.10.1から　172.16.10.100　へ直接送信することに決定。

ARPがIPアドレスをMACアドレスへ

ルーティング結果の172.16.10.100のMACアドレスを調べる。

まず、ルーターAのARPテーブルチェック。残念ながらない。よって、ARPリクエスト送信。

パケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	FF:FF:FF:FF:FF:FF
	送信元MACアドレス	ルーターAのポート1のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットIPアドレス	172.16.10.100

これがパケット⑤。

172.16.10.100がARPレスポンス返信

ARPリクエストを受信した172.16.10.100はルーターAへARPレスポンスを送信してMACアドレスを伝える。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ルーターAのポート1のMACアドレス
	送信元MACアドレス	ホスト1のMACアドレス
ARPヘッダ	ターゲットMACアドレス	ホスト1のMACアドレス(これを通知したい)

これがパケット⑥。

イーサネットがデータ送信

172.16.10.1(ポート1)から172.16.10.100(ホスト1)へデータを送信。パケットの各ヘッダは以下のとおり。

イーサネットヘッダ	宛先MACアドレス	ホスト1のMACアドレス
	送信元MACアドレス	ルーターAのポート1のMACアドレス
IPヘッダ	宛先IPアドレス	ホスト1のIPアドレス
	送信元IPアドレス	ホスト4のIPアドレス

これがパケット⑦。

172.16.10.100(ホスト1)がパケット⑦受信して終わり。

以上です。

今日、やったこと

• TCPのコネクション確立
• TCPのシーケンス番号、確認応答番号

今日のホワイトボード

TCPは

UDPもやっている　ポート番号を使った4階プロトコルの特定　以外に

• 通信効率アップ
• 通信信頼性向上

をやっています。

図　TCPとUDP

[TCP]コネクション確立

TCPはデータを送る前に　コネクション確立　で相手が受信可能か確認します。

コネクション確立は３つのパケットのやり取りで行います。

図　コネクション確立のながれ

[TCP]シーケンス番号、確認応答番号

いずれもTCPヘッダ内のフィールドです。

シーケンス番号

データ送信側から受信側へ　何バイト目のデータか　を伝えるためのフィールド。

確認応答番号

データ受信側が送信側へ　何バイト目まで受信できたか（次は何バイト目から送ってほしい）　を伝えるためのフィールド。

この２つのフィールドを使って、

• 分割されたデータを再構築する（シーケンス番号）
• 受信確認（確認応答番号）

をしています。

シーケンス番号、確認応答番号の変化を理解するために演習をやりました。とりあえず問１の解答例です。

図　TCPのシーケンス番号、確認応答番号の変化

夏休みまで多分、TCPの話です。