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1週間でCCNAの基礎を学ぶ > 第3回 1週間でCCNAの基礎を学ぶ 第3日目

CTC教育サービスはコラム「 1週間でCCNAの基礎を学ぶ > 第3回 1週間でCCNAの基礎を学ぶ 第3日目 」を公開しました。

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第3回 1週間でCCNAの基礎を学ぶ 第3日目 (土井ゆうか氏) 2016年7月
こんにちは。土井ゆうか(ドイ ユウカ)と申します。

このコラムでは、2010年3月に初版が発行され、現在は、2015年5月に第1版第10刷が発行されている、株式会社ソキウス・ジャパン編著の「1週間でCCNAの基礎が学べる本」を用いて、初心者の私が学んだことをまとめて参ります。コラムの中のページ表記は、この書籍のページを示します。

今回は、「ネットワーク層のプロトコル」と「IPアドレス」について学んでいきましょう。

1.ネットワーク層のプロトコル
2.IPアドレス

1.ネットワーク層のプロトコル
1-1 ネットワーク層の役割とプロトコル(P.90)
前回は、データリンク層までの機能にて、隣接ノードと正しく通信できるようになりました。これで、近くのコンピュータへファイル送信したり、プリンタへ印刷データを効率よく伝送したりできるようになりましたが、インターネットのように様々なネットワークが相互に接続された環境では、さらに離れたノードと通信を行う必要があります。

このように、離れたノードとの通信を行う際に使用されるのが、ネットワーク層のプロトコルです。ネットワーク層のプロトコルとして代表的なものとして、IPとICMPがあります。

fig01

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1-2 IP(P.91)
IPは、Internet Protocolネットワークの略で、RFC(Request for Comments) 791で標準化されているプロトコルです。最近のネットワークでは、デファクトスタンダード(世界標準)として使用されており、主な機能は、直接接続されていない離れたノード同士が正しく通信できるようにすることです。

IPにはバージョンがあり、現在最も普及しているのはバージョン4です。バージョン4であることを明記したい場合にはIPv4(アイピーヴイフォー)と表記します。IPアドレスではおよそ43億ものアドレスを表現できますが、近年では枯渇が問題となり、これを解決するためバージョン6(IPv6)が考え出されました。

以降、本書では、特に注記がない場合には、IPはIPv4を指すと考えてください。

■IPヘッダ

IPヘッダにはP.92 の表のとおり、以下のような様々なものが含まれます。

•バージョン フィールド
•ヘッダ長 フィールド
•サービスタイプ フィールド
•識別子 フィールド
•フラグ フィールド
•フラグメントオフセット フィールド
•生存時間 フィールド
•プロトコル フィールド
•チェックサム フィールド
•送信元IPアドレス
•宛先IPアドレス
フィールドについて少し補足します。まず、バージョン フィールドには、IPv4かIPv6かが入り、サービスタイプ フィールドには、データの優先度などを示す情報が入ります。また、TCP/IPではレイヤ2のプロトコルごとに、最大データサイズが決まっているのですが、この上限より大きいデータを送信する場合に、データを分割するのに使用されるのが、識別子、フラグ、フラグメントオフセット フィールドです。

生存時間フィールドは、パケットのループ防止用のフィールドです。生存時間フィールドは、TTL(Time To Live)とも呼ばれ、IPパケットがトラブル発生などにより宛先に送信できない場合などに同じ箇所を回り続ける(ループが発生する)ことを防止するため、ルータを通過するごとにこのTTLの値を減らし、0になったらデータを破棄する取り決めになっています。

プロトコル フィールドには、次に続く上位プロトコルの情報が入ります。また、チェックサム フィールドには、ヘッダ部のエラーをチェックする値が入ります。

1-3 ICMP(P.95)
ICMP(Internet Control Message Protocol)は、RFC(Request for Comments) 791で標準化されているプロトコルです。IPが使えるノードでは、必ずICMPも使用できるようになっています。

IPには正確に通信できたか、確認する機能がないため、ICMPが、エコー要求とエコー応答を使用して通信状態を確認できるよう補佐しています。Pingコマンドは、宛先のIPアドレスに通信できているかを確認するコマンドですが、これは、ICMPのエコー要求とエコー応答のメッセージを利用した機能です。

トラブルや設定ミスで宛先にパケットが到達できなかった場合には、送信元に宛先到達不能メッセージが戻されます。このとき、送信不能になったノードの情報も送信元に戻されるので、どこから到達不能になったかわかります。また、TTLの値が0になってデータが破棄された場合、時間超過メッセージが送信元に戻されるので送信元でこれらを用いてトラブルシューティングすることができます。

2.IPアドレス
2-1 IPデータアドレスの仕組み(P.96)

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