7月2日（金）2コマ目

今日、やったこと

イーサネット、IP、ARP

今日のホワイトボード

以下のネットワークでホストAからホストCにデータ送信する際にやりとりされるパケットを推測する。

図　ネットワーク図


ホストAからいきなりホストCあてのパケットを送信するわけではない。

場合によってはMACアドレス取得のためのARPリクエストやARPレスポンスが送受信される。


ホストAでの処理

図　ホストAでの処理


1.IPがルーティング

宛先はホストC、ホストAのルーティングテーブルから次に送る宛先はルーターのポート1に決まる。


2.ARPでポート1のMACアドレス取得

イーサネットがパケットをルーターのポート1に送信するにはルーターのポート1のMACアドレスが必要。ARPでIPアドレスからMACアドレスへ変換する。


①ARPテーブルチェック

別紙のホストAのARPを見るとルーターのポート1(192.168.10.1)の情報はない。

よって、ARPリクエストを送信してMACアドレスを調べる。


②ARPリクエスト送信 

ホストAから一番最初に送信されるパケットはARPリクエストになる。

ARPリクエストのイーサネットヘッダは

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A

のようになっている。

※ FF:FF:FF:FF:FF:FF はMACアドレス版ブロードキャストアドレス（全PCが対象）


③ルーターがARPリクエストを受信すると

ARPリクエストパケットの宛先MACアドレスはブロードキャストアドレスになっているため、ルーターも受信する。

ルーターは自分が問い合わされていることを確認すると、ポート1のMACアドレスを伝えるARPレスポンスを送信する。


④ホストAがARPレスポンスを受信

ルーターが送信したARPレスポンスをホストAが受信することで、ホストAはルーターのポート１のMACアドレスを取得できる。

ポート1のIPアドレスとMACアドレスはARPテーブルに追加する。


3.ホストAがホストCあてデータを送信

ルーターのポート1のMACアドレスを取得できたため、データ送信パケットを送信できる。

このパケットのイーサネットヘッダ、IP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 ルーターのポート1
送信元MACアドレス ホストA
IPヘッダ 宛先IPアドレス ホストC
送信元IPアドレス ホストA

ホストCあてのパケットはとりあえず、ルーターのポート1へ送られる。


ルーターでの処理

図　ルーターでの処理


0.ホストCあてパケットをルーターのポート1が受信する

宛先MACアドレスがポート1になっているため、受信。


1.IPがルーティング

受信パケットのIPヘッダ中の宛先IPアドレスはホストC。

ルーターのIPは自分のルーティングテーブルを使ってルーティングする。

結果、ポート3からホストCへ直接送信することになる。


2.ARPでホストCのMACアドレス取得

①ARPテーブルを確認

ルーターのARPテーブルにはホストCの情報はなし。

よって、ARPリクエストを送信してMACアドレスを調べる。


②ARPリクエスト送信

ポート3からARPリクエストパケットを送信。

ルーティングした結果、ポート3から送信するため、ARPリクエストもポート3から送信。


③ホストCがARPリクエスト受信

受信したARPリクエストパケット中のARPヘッダをチェックすると、自分が問い合わされていることがわかる。

自分のMACアドレスを伝えるためにARPレスポンスをルーターのポート3(ARPリクエスト送信元）へ送信する。


④ルーターがARPレスポンス受信

ホストCのMACアドレスが取得できる。

ホストAのときと同じように、ARPテーブルに追加する。


3.ルーターのポート3からホストCあてデータを送信

ホストAから送信されたホストCあてのパケットをポート3からホストCへ送信する。

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C
送信元MACアドレスルーターのポート3
IPヘッダ宛先IPアドレスホストC
送信元IPアドレスホストA

IPヘッダは変わらない。

  • 宛先IPアドレスはデータの届け先。
  • 送信元IPアドレスはデータの送り主。


イーサネットヘッダは各機器でルーティングされるたびに変わる。


しばらくは

これをやります。

で、そのうちテストします。




コメント

新しいコメントは書き込めません。

このブログの人気の投稿

8月18日（水）1コマ目

イメージ
今日、やったこと TCPのスライディングウィンドウ 今日のホワイトボード 受信応答なしでデータを送信する TCPは基本的に、 データ送信 受信応答を受け取る データ送信 と、受信応答を受け取って次のデータを送信します。 が、これでは効率が悪い。そのため、 受信応答を受け取らずに連続してデータを送信することができる ようになっています。 図　受信応答なしで連続データ送信可能 受信データを一時保存するバッファ 受信データはバッファに一時保存され、処理されるまで待ちます。 TCPはこの バッファがいっぱいになるまで連続してデータを送信します 。 受信側は自分の空きバッファサイズを送信側に伝えるために、 TCPヘッダのウィンドウサイズで空きバッファサイズを通知 しています。   図　TCPヘッダのウィンドウサイズで自分の空きバッファサイズを通知する バッファサイズは変わる いきなり大量のデータを送信されても、処理できない可能性があるので、初めはバッファサイズを少なめに通知します。 図　ウィンドウサイズははじめ少な目、徐々に増やす 送信側の問題 相手の空きバッファサイズまでは連続してデータを送信できますが、これを簡単に実現する仕組みが用意されています。それが スライディングウィンドウ です。 ウィンドウは窓です。送信データの上に窓があり、窓がある部分のデータを送信します。 ウィンドウは受信側から通知される確認応答番号、ウィンドウサイズで変化します。 ウィンドウは確認応答番号からウィンドウサイズ分になります。 受信応答を受け取ると、確認応答番号も変わるため、窓も移動していきます。データの上の窓が移動（スライディング）しながら、窓の部分のデータが送信されるイメージです。 このイメージからスライディングウィンドウと呼ばれています。 図　TCPヘッダのウィンドウサイズ=空きバッファサイズ=相手のウィンドウの大きさ
続きを読む

6月7日（月）2コマ目

イメージ
今日、やったこと ルーティングテーブルからパケットの経路をたどる 今日のホワイトボード 演習内容 ネットワークは下図のとおり。 図　ネットワーク図 ルーティングテーブルは以下のとおり。 図　ルーティングテーブル　その１ ホストA -> ホストB 図　ホストA -> ホストB ①ホストAでルーティング ホストAで作られたホストBあてパケットをIPがルーティング。 ホストAでルーティングした結果、 　ホストA 　から　 ルーター1のポート２　へ送信 することに決定。ホストAのイーサネットがパケットをルーター1のポート2へ送信。 ②ルーター1でルーティング ルーター1に到着したパケットをルーター1のIPがルーティング。 ルーター1でルーティングした結果、 　ルーター1のポート3　から　ホストB　へ送信 することに決定。ルーター1のイーサネットがパケットをホストBへ送信。 　 ここからはルーティングテーブルを変更。 図　ルーティングテーブル　その２ ホストA -> ホストB ①ホストAでルーティング ホストAで作られたホストBあてパケットをIPがルーティング。 ホストAでルーティングした結果、 　ホストA 　から　 ルーター1のポート２　へ送信 することに決定。ホストAのイーサネットがパケットをルーター1のポート2へ送信。 図　ホストAでルーティング ②ルーター1でルーティング ルーター1に到着したパケットをルーター1のIPがルーティング。 ルーター1でルーティングした結果、 　ルーター1のポート1 　から　 ルーター2のポート1　へ送信 することに決定。ルーター1のイーサネットがパケットをルーター2のポート1へ送信。 図　ルーター1でルーティング ③ルーター2でルーティング ルーター2に到着したパケットをルーター2のIPがルーティング。 ルーター2でルーティングした結果、 　ルーター2のポート2 　から　 ホストB　へ送信 することに決定。ルーター2のイーサネットがパケットをホストBへ送信。 図　ルーター2でルーティング ホストC -> ホストA ①ホストCでルーティング ホストCで作られたホストAあてパケットをIPがルーティング。 ホストCでルーティングした結果、 　ホストC 　から　 ルーター2のポート3　へ送信 することに決定。ホストCのイー...
続きを読む

5月31日（月）2コマ目

イメージ
今日、やったこと IPアドレス、サブネットマスク、ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレスのテスト IPのルーティング 今日のホワイトボード IPのルーティング ルーティング＝経路制御　です。 経路制御とはパケットがとおる経路を決めることです。 IPのルーティングは 送信元で宛先までの経路を決定しない 行った先々でルーティングをして、宛先にたどり着く  です。 図　IPのルーティング そもそもIPが生まれたのは1960～70年代で、ネットワークのケーブルの品質もいまいちな時代でした。そのため、「もしケーブルが断線したら」のときのことを考えて、送信元で宛先までの経路を決めず、途中のルーター（パケット交換機）で経路を決めて、一歩ずつ宛先にたどり着くスタイルを採用したわけです。 ルーティングのやりかた ルーティングに使うのは パケットのIPヘッダ中の宛先IPアドレス ルーティングするPCやルーターが持っているルーティングテーブル を使います。 図　ルーティングのやりかた ルーティングテーブルは 宛先 マスク インタフェース ゲートウェイ の4列。 1行ずつ、順に評価（評価方法は下のとおり）し、マッチした時点で終了 パケットのIPヘッダ中の宛先IPアドレスをルーティングテーブルのマスクのビットが1のところはそのまま、0のところは0にする。（ネットワークアドレスを求める計算と同じ） 結果とルーティングテーブルの宛先を比較。 一致する場合は、「インタフェース」列から「ゲートウェイ」列へ送信。 一致しない場合は、次行で同じことをする。 次回の予告 今日のテストと同じ範囲のテストをします。
続きを読む