5月8日(水)1コマ目

今日、やったこと

  • イーサネットヘッダの宛先、送信元
  • CSMA/CD
  • イーサネットの規格

今日のホワイトボード

イーサネットヘッダの宛先、送信元

練習問題でイーサネットヘッダの宛先、送信元に書き込まれるMACアドレスを確認しました。

イーサネットとIPは以下のように役割分担をしている。

  • IPが経路を決定
  • イーサネットはIPが指示する宛先へパケットを送信

図　IPとイーサネットの役割分担

PC-1からルーターAへ送信する場合

PC-1とルーターAのあいだを送信されるパケットのイーサネットヘッダは以下のようになっている。これは疑問はないと思います。

図　PC-1からルーターAへ送信する場合


PC-1からルーターBへ送信する場合

①PC-1のIPが経路決定する

ルーターBに行くためにルーターAに送信することを決定。

イーサネットにルーターAに送信するように依頼。

②PC-1のイーサネットがパケットを送信

IPの指示に従ってルーターAへ送信。

ネットワーク上を流れるパケットのイーサネットヘッダの宛先、送信元は下図のとおり。

③ルーターAがパケットを受信

④ルーターAのIPが経路決定する

受信したパケットのIPヘッダには宛先がルーターBになっている。

ルーターAのIPはルーターBに送信することを決定。

イーサネットにルーターBに送信するように依頼。

⑤ルーターAのイーサネットがパケットを送信

IPの指示に従ってルーターBへ送信。

ネットワーク上を流れるパケットのイーサネットヘッダの宛先、送信元は下図のとおり。

図　PC-1からルーターBへ送信する場合

CSMA/CD

n台のPCを1対1のネットワークで接続するには必要なケーブルの本数は
　ケーブル本数 = n(n-1)/2
となります。ちなみに10台のPCを接続するには45本のケーブルが必要になります。100台では4,950本必要です。
これでは
  • ケーブル代が高くなる
  • ケーブルだらけになる
ため、現実的ではありません。

イーサネットは1本のケーブルを複数台のPCで共有する形態にしました。
ただ、この形態では複数のPCがほぼ同時にデータを送信すると、データ同士の衝突が発生します。そこで、イーサネットはパケット送信時にアクセス制御方式のCSMA/CDを使って
  • なるべく衝突が発生させない
  • 最悪、衝突が発生したら衝突発生を受信者に通知する
ようにしました。
図　CSMA/CD

ちなみにケーブル上でパケット同士が衝突したら２つの波が合成された波形になります。
送信中はケーブル上の波形をチェックして衝突発生を確認しています。
図　ケーブル上でパケット同士が衝突すると

イーサネットの規格

イーサネットに従って動くハードウェア（ネットワークインタフェースカード、ケーブルも）は技術進歩でどんどん高速化しています。
最大伝送速度や伝送媒体（ケーブルの種類）の違いでいろいろな規格がうまれました。
規格の名前で最大伝送速度やケーブルの種類が分かるようになっています。
図　規格名と最大伝送速度、ケーブルの種類

次回は

イーサネットの確認テストをします。
持ち込み不可です。




 


このブログの人気の投稿

7月16日(火)4コマ目

イメージ
今日、やったこと [確認テスト]TCPのシーケンス番号、確認応答番号、ウィンドウサイズ TCPとUDPの違い 第4層のプロトコルの特徴 名前解決 DNS 今日のホワイトボード TCPとUDPの違い TCP、UDPはともに第3層のプロトコル。２つは両極端な特徴を持つ。 図　TCPとUDPの違い 第4層のプロトコルがTCP、UDPを選択する。  第4層のプロトコル 第4層には利用目的に特化したプロトコルがたくさんある。 ホームページにはホームページの特徴にあったデータのやり取り方法がある。メールにはメールにあったデータのやり取り方法がある。そのため、第4層には利用目的に特化したプロトコルがある。 図　第4層のプロトコル 名前解決 GoogleのWebサイトにアクセスするさい、普通はブラウザのアドレス入力欄に、 　https://www.google.co.jp と入力してアクセスする。(現実ではブラウザのデフォルトページがGoogleのサイトになっており、検索して各Webサイトにアクセスするけど） インターネットではTCP/IPを使って通信をしているため、Googleのサイト=GoogleのWebサーバーにはIPアドレスが付与されており、このIPアドレスでアクセスする必要がある。 しかしながら、Googleのサイトにアクセスする際、IPアドレスを意識することはなく、https://www.google.co.jpでアクセスできる。 これはwww.google.co.jpからIPアドレスに変換する仕組みのお陰。 www.google.co.jpのような文字列(コンピュータ名)からIPアドレスに変換することを 名前解決 と呼び 、インターネットではDNSが使われる。 図　名前解決 DNS インターネットでの名前解決はDNSが利用されている。 Googleのサーバーの名前www.google.co.jpはDNSの命名規則に従っている。 DNSはドメインツリーと呼ばれるルートドメインを頂点とした木構造のモデル がある。 各ドメインにはDNSサーバーがあり、そのドメインの情報を管理している 。 図　DNSの階層と名前の関係 次回は テストはしません。 DNSの続きです。
続きを読む

6月10日(月)1コマ目

イメージ
今日、やったこと [確認テスト]ルーティングテーブル作成4 ARP 今日のホワイトボード イーサネットとIPは役割が違う  IPは宛先までの経路を決めるまで、パケット送信は行わない。 イーサネットはパケット送受信を行う。経路決定には関与しない。 図　イーサネットとIPの役割分担 イーサネットヘッダとIPヘッダの宛先・送信元情報 イーサネットヘッダ、IPヘッダともに宛先・送信元情報がある。 〇IPヘッダ 宛先は最終的にたどり着きたい宛先 送信元はおおもとのデータを送り出したPC等 〇イーサネットヘッダ 宛先はIPがルーティングして決定した宛先 送信元はこのパケットを送り出したPC等 図　イーサネットヘッダ、IPヘッダの宛先・送信元情報 IPとイーサネットで異なるアドレスを使う IPがルーティングして次に送る宛先を決定し、イーサネットがそこに送信する 。 しかし、IPのルーティング結果はIPアドレス。イーサネットはMACアドレスを使う。 IPアドレスからMACアドレスへの変換を行うプロトコルがARP 。 図　IPアドレスからMACアドレスへ変換 ARP(Address Resolution Protocol) IPアドレスからMACアドレスへの変換をする際に利用するプロトコル(手順、ルール)。 以下の流れでIPアドレスからMACアドレスへ変換している。 ①ARPテーブル確認 ARPテーブルは過去に調べたIPアドレスとMACアドレスの一覧表。 図　[ARP]ARPテーブル確認 ARPテーブルに調べたいIPアドレスがあれば、対応するMACアドレスを使う。これで終了。 ARPテーブルに調べたいIPアドレスが無ければ、②ARPリクエスト送信へ。 ②ARPリクエスト送信 ARPリクエストは検索対象のIPアドレスを使っているPCからの返信を期待して送信する。 ARPリクエストパケットのイーサネットヘッダ内の宛先MACアドレスはどのMACアドレスを書き込むかわからない（MACアドレスが分からないからARPリクエストを送信している)。 よって、 全PCが対象となるブロードキャストアドレス(ff:ff:ff:ff:ff:ff)を宛先MACアドレスに書き込んで送信する 。 図　[ARP]ARPリクエスト送信 ③ARPレスポンス受信 ARPリクエストを受信した各PCはARPヘッダを見...
続きを読む

6月5日(水)1コマ目

イメージ
今日、やったこと [確認テスト]ルーティングテーブル作成3 [練習問題]ルーティングテーブル作成 今日のホワイトボード [練習問題]ルーティングテーブル作成 一見、ネットワークがたくさんあってめんどくさそうです。 図　ルーティングテーブル作成　ネットワーク図 ルーターAのルーティングテーブル 今までとおなじやり方だと以下のようになります。 図　ルーターAのルーティングテーブル 172.17.10.0/24、172.17.100.0/24、172.17.110.0/24の３つのネットワークに行くにはすべて同じルート(172.16.1.1->172.16.1.254)を通ります。 そこで、マスクを255.255.255.0から255.255.0.0に変更すれば、この3つのネットワークは172.17.0.0にまとめることができます。 さらに、宛先172.17.0.0、マスク255.255.0.0は他のネットワーク(172.16.1.0/24、172.16.10.0/24、172.16.100.0/24、172.16.110.0/24)とはマッチしません。 よって、ルーティングテーブルは7行から5行にすることができます。 宛先 マスク ゲートウェイ インタフェース 172.16.1.0 255.255.255.0 リンク上 172.16.1.1 172.16.10.0 255.255.255.0 リンク上 172.16.10.1 172.16.100.0 255.255.255.0 172.16.10.128 172....
続きを読む