MSS(Maximum Segment Size):通信路で分割せず送信できるTCPセグメントの最大長。下位の通信リンクのMTUによって決定。プロトコルのヘッダサイズを減じるためMTUより小さい。
有線LAN(Layer1)
WANで利用される接続形態
名称 説明 フレームリレー X.25 ※CIR(Committed Information Rate) 混雑時でも保証される最低限のスループット 拠点間VPN インターネットVPN 広域イーサネット
アクセス回線ISP
名称 説明 ISDN(Integrated Services Digital Network) 統合サービスデジタルネットワークの略称 通信キャリアはばらばらの物理ネットワークと品目で通信サービスを提供していたが、複数サービスを一つのネットワークで統合して「国際標準化」したもの 高品質通信、複数チャネル同時通信、信号チャネルと情報チャネルの分離という特徴がある 回線速度による分類 N-ISDN:kbpsクラスの通信 B-ISDN:Mbpsクラスの通信 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
安価で、高速なインターネットへのアクセス回線として、一時代を築いた技術 定額料金、常時接続は革命的で利用者が爆発的に増大する役割を果たした。 既存の電話線（メタルケーブル）を利用することでデータ通信の高速化を図るxDSLの技術 電話線として使用を想定していない高周波帯域を用いるため減衰が激しく、電話局から離れている利用者は速度が出せななかったり、通信が不安定となるなどの現象が起こった。 FTTHの普及によって加入者は激減 スプリッタによって電話線とADSLの周波数を分離する。電話とインターネットは同時に利用可 伝送モードは非対称で下りに多くの帯域を割り当てる。(上り[26k~138kHz]/下り[138kHz~1.1MHz])
ADSLの規格 G.992(ITU-T) フルレートADSL:G.992.1 ハーフレートADSL:G992.2 各国の通信環境を考慮したオプション仕様 Annex A:(北米) Annex B:(欧州) Annex C:(日本) CATV
日本のCATV事情もあり、あまり普及しなかった。現在も根強いユーザが利用し続けている。
動作原理はADSLと同じ、TVの視聴用として設計された同軸ケーブルの空き周波数部分でデータ伝送を行っている。家庭内で「混合分配機」によってTV画像信号とデータ信号に分ける。ADSLと異なり伝送帯域は余裕があり、伝送路は同軸ケーブル。
ケーブルルータ：CATV局側に設置インターネットでのルーティングを行うルータ
ケーブルモデム：CATVモデム
種類
IEEE802.3規格(有線LAN) 規格名 接続形態 最大伝送速度 最大伝送距離 同軸ケーブル 10BASE5 バス型 10Mbit/s 500m 10BASE2 バス型 10Mbit/s 185m ツイストペアケーブル 10BASE-T スター型 10Mbit/s 100m 10BASE-F スター型 10Mbit/s 100m 100BASE-TX スター型 100Mbit/s 100m 100BASE-FX スター型 100Mbit/s 20km 1000BASE-SX スター型 1Gbit/s 550m 1000BASE-LX スター型 1Gbit/s 5000m
表記
通信方式
半二重通信(Half Duplex):送信、受信の片方しか一度に行えない方式
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Dtection):同時にパケットを送信して送信中に送信した場合「ジャム信号」を送信し、ランダムな時間を待ち再送する仕組み
全二重通信(Full Duplex):送信受信を同時に行う方式
無線LAN(Layer1)
無線通信の種類
名称 説明 Wi-Fiメッシュネットワーク UWB(Ultra Wide Band) WiMAX(IEEE802.16規格の別名) センサネットワーク LPWA(Low Power Wide Area) IoT機器向けの技術仕様
名称 通信速度/距離 特徴 Wi-Fi HaLow 150bps~数Mbps/1km 低速長距離。Wi-FiのIoT向け低消費電力企画(IEEE802.11ah) Wi-SUN 50~300bps/500m~1km 低速近距離。Wireless Smart Utility Network(IEEE802.15.4g) Sigfox 600bps/50km 低速長距離。超狭帯域でブロードキャストを使う。 LoRa 250kbps/10km 低速長距離(短距離高速通信モードもあり)
6LoWPAN(IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks) ZigBee BLE(Bluetooth Low Energy) 関連概念 ラストワンマイル問題 家の前までは高速な通信網が来ているのに引き込み時に速度が落ちる。高速引き込み線は工事コストなどがかかる、と言う問題。 データオフロード 携帯無線網が混んでいるとき余裕のある回線へ迂回させる技術、対策。WiMAXと無線LAN(Wi-Fi)を利用。 ARPU(Average Revenue Per User) 加入者当たり月間売上高
IEEE802.11規格
IEEE802.11規格(無線LAN) 規格名 周波数帯 最大伝送速度 IEEE 802.11 2.4GHz 2Mbit/s IEEE 802.11a 5GHz 54Mbit/s IEEE 802.11b 2.4GHz 11Mbit/s IEEE 802.11g 2.4GHz 54Mbit/s IEEE 802.11n 2.4GHz/5GHz 600Mbit/s IEEE 802.11ac 5GHz 6.93Gbit/s
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)
CSMA/CDと異なり衝突する前に回避する
周波数帯域
2.4GHz帯：「ISMバンド(Industry Science and Medical)」
5GHz帯(推奨)：「W52」「W53」は20MHzずつ4チャネル、「W56」は20MHzずつ11チャネル、計19チャネル。
無線通信方法・手順
ケーブルの構造
STP(Shielded Twisted Pair Cable):シールド処理
UTP(Unshielded Twisted Pair Cable):シールド未処理
FTP(Foiled Twidted Pair Cable):フォイルシールド
オートネゴシエーション
通信機器が互いの通信速度を自動検出し設定を同期させる機能。
ネットワークトポロジー
LANを構成する配線形態で、最も効率的なパターンをひな形としている
代表的なネットワークトポロジー
バス型トポロジー(10BASE-5,10BASE-2)
スター型トポロジー(ハブ＆スポーク型,10BASE-T)
リング型トポロジー
メッシュ型トポロジー
フルメッシュトポロジ：ネットワーク上のすべてのノードが互いに結ばれている
パーシャルトポロジ：ネットワーク上のいくつかのノードが互いに結ばれているがすべてではない。
ARP(Address Resolution Protocol)(Layer2)
フォーマット
名称 サイズ 説明 ハードウェア 2byte(16bit) 使用しているL2プロトコルを表す。イーサネットの場合は「0x0001」。 プロトコルタイプ 2byte(16bit) L3プロトコルを表す。IPv4の場合は「0x0800」。 ハードウェアアドレスサイズ 1byte(8bit) MACアドレスの長さをIntで表す。 プロトコルアドレスサイズ 1byte(8bit) ネットワーク層で利用するアドレスのサイズ。IPアドレスの長さを表す。 オペレーションコード(オプコード) 2byte(16bit) ARPフレームの種類を表す。下記表参照。 送信元MACアドレス/送信元IPv4アドレス 6byte(48bit) 送信元のMACアドレスとIPアドレス(IPv4)を表す。 目標MACアドレス/目標IPv4アドレス 6byte(48bit) 目標MACアドレスとIPアドレス(IPv4)を表す。
オペレーションコード
代表的なオペレーションコード
オペレーションコード 内容 1 ARP Request 2 ARP Reply 3 Request Reverse(RARP) 4 Reply Reverse(RARP)
RARP(Revers Address Resolution Protocol)
MACアドレスからIPアドレスを解決する
イーサネットを構成する副層
MAC副層とLLC副層に関する詳細なページ
MAC副層(Media Access Control)[媒体アクセス制御副層]
宛先MACアドレスなど制御情報を削除
LLC副層(Logical Link Control)[論理リンク制御副層]
受信フレームに漏れがないか破損がないかなど、再送要求も行う。(CRC含む)
IPv4(Internet Protocol version 4)(Layer3)
フォーマット
名称 サイズ 説明 バージョン 4bit IPのバージョンを表す。IPv4は「0b0100」 ヘッダー長 4bit IPv4のヘッダーのなさが。IHL:Internet Header Lengthとも言う。長さはN=B/32bit(B:ヘッダー長ビット数)。IPv4ヘッダーの基本の長さは20byteなので5が入る。 ToS(type of Service) 1byte(8bit) IPv4パケットの優先度を表す。QoS(Quality of Service:優先制御、帯域制御、輻輳制御など)で使用する。先頭6bit:DSCP(Differentiated Services Code Point)フィールド[優先制御、輻輳制御]、残り2bit:ECN(Explicit Congestion Notification)フィールド[輻輳通知]。 パケット長 2byte(16bit) 全体の長さを表す。（IPv4ヘッダーとIPv4ペイロード） 識別子 2byte(16bit) パケット作成時にランダムに割り当てるパケットのID。フラグメンテーションされていることを認識し、パケットを再結合するためのもの。 フラグ 3bit 1bit:未使用、2bit:DF(Don't Fragment)bit[0:フラグメント許可,1:フラグメント拒否]、3bit:MF(More Fragments)bit[0:後続パケット有,1:後続パケット無] フラグメントオフセット 13bit フラグメンテーション時のオフセットの位置。フラグメンテーションされた最初のパケットには0、後続パケットには位置を示す値。 TTL(Time To Live) 1byte(8bit) TTL値が入る。パケットを破棄したルーターは「Time-to-live exceeded(タイプ11/コード0)」というICMPv4パケットを返却する。 プロトコル番号 1byte(8bit) プロトコル番号。下記の表参照。 ヘッダーチェックサム 2byte(16bit) IPv4ヘッダーの整合性をチェックするために使用される。ヘッダーチェックサムの計算は「RFC1071 Computing the Internet Checksum」 送信元IPv4アドレス 4byte(32bit) 送信元のIPアドレス 宛先IPv4アドレス 4byte(32bit) 宛先のIPアドレス オプション 4byte(32bit) IPv4パケット送信における拡張機能が格納される可変長のフィールド。 パディング IPv4ヘッダーのビット数を整えるためのパディング。ヘッダーは仕様上4byte(32bit)単位である必要がある。
プロトコル番号
プロトコル番号
プロトコル番号 用途 1 ICMP(Internet Control Message Protocol) 2 IGMP(Internet Group Management Protocol) 6 TCP(Transmission Control Protocol) 17 UDP(User Datgram Protocol) 47 GRE(Generic Routing Encapsulation) 50 ESP(Encapsulationg Security Payload) 88 EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) 89 OSPF(Open Shortest Path First) 112 VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)
IPアドレスの割り当て
静的割り当て
動的割り当て(DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol)
IPv4
DHCPv4(Dynamic Host Configuration Protocol)
IPv6
SLAAC(Stateless Address Auto Configuration)
DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol)
IPアドレス
クラスフルアドレッシング：アドレスクラスに基づく割り当て
クラスレスアドレッシング：アドレスクラスを無視した割り当て
アドレスクラス
グローバルIPアドレスのクラス クラス アドレス範囲 NWaddres/hostaddres 種別 最大割り当て数 A 0.0.0.0~127.255.255.255 255.0.0.0(8bit) ユニキャスト 16777214(2^24 - 2) B 128.0.0.0~191.255.255.255 255.255.0.0(16bit) ユニキャスト 65534(2^16 - 2) C 192.0.0.0~223.255.255.255 255.255.255.0(24bit) ユニキャスト 254(2-8 -2) D 224.0.0.0~239.255.255.255 - マルチキャスト
サブネット内の全ノード:224.0.0.1
サブネット内の全ルータ:224.0.0.2
OSPFルータ:224.0.0.5
RIP-2ルータ:224.0.0.9
DHCPサーバとリレーエージェント:224.0.0.12
NTP:224.0.1.1
E 240.0.0.0~255.255.255.255 - 予約
アドレスクラス
推奨されるローカルIPアドレス(プライベートIPアドレス) class scope NWaddress/hostaddress subnet maxnode A 10.0.0.0/10.255.255.255 255.0.0.0(/8) 16777214(2^24 - 2) B 172.16.0.0/172.31.255.255 255.240.0.0(/12) 1048574(2^20 - 2) C 192.168.0.0/192.168.255.255 255.255.0.0(/16) 65534(2^16 - 2) その他（おそらくローカルIP） 0.0.0.0～0.255.255.255 デフォルトルート、自分自身など 169.254.0.0～169.254.255.255 リンクローカルアドレス(自らの所属するネットワークセグメントのみ通信可能) 192.88.99.0～192.88.99.255 6to4方式によるIPv6とIPv4の変換用 248.0.0.0～255.255.255.255 実験用
除外アドレス
ネットワークアドレス:ホスト部がすべて0
ブロードキャストアドレス:ホスト部がすべて255
ループバックアドレス:127から始まる任意のアドレス(一般的には127.0.0.1/8)
クラスレスネットワークアドレス[CIDR(Classless Inter-Domain Routing)]
クラスCのIPアドレスを束ねて１つの「スーパーネット」を作成する手法
CIDR表記
IPアドレスの表記はいくつか種類がある。CIDR表記はサブネットマスクを「上位xビット」のネットワーク部を「/x」のように表記する
CIDRブロック
CIDR表記されたネットワークアドレスのホストアドレスの範囲
192.168.1.0～192.168.1.255
192.168.1.0/24
192.168.1.0/255.255.255.0
クラスレスなネットワークアドレス
２進表記 10進表記 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 128.0.0.0 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 192.0.0.0 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 224.0.0.0 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 240.0.0.0 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 248.0.0.0 1111 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 252.0.0.0 1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 254.0.0.0 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000 255.0.0.0 1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 255.128.0.0 1111 1111 1100 0000 0000 0000 0000 0000 255.192.0.0 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 255.224.0.0 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 255.240.0.0 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 255.248.0.0 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000 0000 255.252.0.0 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 0000 255.254.0.0 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 255.255.0.0 1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 255.255.128.0 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 0000 255.255.192.0 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0000 0000 255.255.224.0 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 255.255.240.0 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 255.255.248.0 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 0000 255.255.252.0 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 0000 255.255.254.0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 255.255.255.0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 255.255.255.128 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0000 255.255.255.192 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 0000 255.255.255.224 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 255.255.255.240 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 255.255.255.248 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 255.255.255.252 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 255.255.255.254
IPv4 Format
(RFC791)32bitの数字
役割別アドレス
ネットワークアドレス：ホスト部がすべて0
ブロードキャストアドレス：ホスト部がすべて255
ループバックアドレス：127.0.0.0/8の任意のアドレス。(一般的には127.0.0.1/8を使用)
IPv6(INternet Protocol version 6)(Layer3)
フォーマット
名称 サイズ 説明 バージョン 4bit IPのバージョン、IPv6は0b0110。 トラフィッククラス 1byte(8bit) IPv6パケットの優先度を表す。IPv4のToSに相当。QoS(Quality of Service:優先制御、帯域制御、輻輳制御など)で使用する。先頭6bit:DSCP(Differentiated Services Code Point)フィールド[優先制御、輻輳制御]、残り2bit:ECN(Explicit Congestion Notification)フィールド[輻輳通知]。 フローラベル 20bit 通信フローを制御する。IPv4では「送信元IPアドレス」「宛先IPアドレス」「送信元ポート番号」「宛先ポート番号」「L4プロトコル」の５つの情報（5tuple：ファイブタプル）で通信フローを制御するがIPv6ではこれらをフローラベルとしてまとめて定義できるようにしている。 ペイロード長 2byte(16bit) IPv6ペイロードの長さを表す。IPv4では「パケット長」IPv6のヘッダー長は40byte(320bit)に固定されているためペイロードのみで済む。 ネクストヘッダー 1byte(8bit) IPv6ヘッダーの直後に続くヘッダーを表す。拡張ヘッダーがある場合は、拡張ヘッダーを表す値が入る。拡張ヘッダーがない場合はIPv4の「プロトコル番号」と同じ役割を担う。 ホップリミット 1byte(8bit) ホップ数の上限を表す。IPv4のTTLに相当。 送信元IPv6アドレス 16byte(128bit) 送信元のIPv6アドレス。 宛先IPv6アドレス 16byte(128bit) 宛先のIPv6アドレス。
IPv6 Format
(RFC8200)16bitの数値。2byteずつ、計8フィールド
IPv6アドレスのルール
RFC4291「IP Version 6 Addressing Architecture」、RFC5952「A Recommendation for IPv6 Address Text Representation」で標準化されている
各フィールドの先頭0は省略できる
複数フィールドをまたぐ連続する0は「::」に省略できる※省略は一回だけ。複数個所ある場合は最大個数のフィールド。省略数が等しい場合は最初の箇所。 「2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:1234→2001:db8::1234」
オール0のフィールドが一つの場合は省略できない。
小文字で表記する
IPv6の部分
名称 説明 サブネットプレフィックス グローバルルーティングプレフィックス サブネットID インターフェースID
IPv6アドレスの種類
ユニキャストアドレス
グローバルユニキャストアドレス(2000::/3)
ユニークローカル(fc00::/7)[ULA()
リンクローカル(fe80::/10)
未指定(::/128)
ループバック(::1/128)
デフォルトルート(::/0)
IPv4射影(64:449b::/96)
IPv6-IPv4変換(64:ff9b::/96)
文書記述用(2001:db8::/32)
マルチキャストアドレス
全ノード(ff02::1)
全ルーター(ff02::2)
要請ノード(FF02:0:0:0:0:1:FF00::/104)
エニーキャストアドレス(最も近い端末の通信で使用)
ICMPv4(Internet Control Message Protocol version 4)
RFC791「INTERNET PROTOCOL」で定義されているIPを拡張したプロトコル。RFC792「INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL」で標準化されている。RFC792では「ICMP is actually an integral part of IP,and must be implemented by every IP module.」（ICMPはIPにおいて必要不可欠な部分であり、すべてのIPモジュールに実装されていなければならない）と記載されている。
フォーマット
名称 サイズ 説明 バージョン ヘッダー長 ToS パケット長 識別子 フラグ フラグメントオフセット TTL プロトコル番号 ヘッダーチェックサム 送信元IPアドレス 宛先IPアドレス タイプ 下記参照 コード 下記参照 チェックサム ICMPペイロード 可変長
タイプ＆コード
タイプ コード 意味 0 Echo Reply 0 Echo Reply エコー応答 3 Destination Unreachable 0 Network unreachable 宛先ネットワークに到達できない 1 Host unreachable 宛先ホストに到達できない 2 Protocol unreachable プロトコルに到達できない 3 Port unreachable ポートに到達できない 4 Fragmentabtion needed but DF bit set フラグメンテーションが必要だが、DFビットが「1」になっていて、フラグメントできない。 5 Source route failed ソースルートが不明 6 Network unknown 宛先ネットワークが不明 7 Host unknown 宛先ネットワークが不明 9 Destination network administratively prohibited 宛先ネットワークに対する通信が管理的に拒否(Reject)されている。 10 Destination host administratively prohibited 宛先ホストに対する通信が管理的に拒否(Reject)されている 11 Network unreachable for ToS 指定したToS値では宛先ネットワークに到達できない。 12 Host unreachable for ToS 指定したToS値では宛先ホストに到達できない。 13 Communication administratively prohibited by filtering フィルタリングによって通信が管理的に禁止されている 14 Host precedence violation プレシデンス値が違反している。 15 Precedence cutoff in effect プレシデンス値が低すぎるため遮断された。 5 Redirect 0 Redirect for network 宛先ネットワークに対する通信は、指定されたIPアドレスに転送（リダイレクト）する 1 Redirect for host 宛先ホストに対する通信を、指定されたIPアドレスに転送（リダイレクト）する 2 Redirect for ToS and network 宛先ネットワークとToS値の通信を、指定されたIPアドレスに転送（リダイレクト）する 3 Redirect for ToS and host 宛先ホストとToS値の通信を、指定されたIPアドレスに転送（リダイレクト）する 8 Echo Request 0 Echo request エコー要求 11 Time Exceeded 0 Time to live exceeded in transit TTLが超過した
その他のプロトコル
ルーティングプロトコル
AS(Autonomous System):家庭内や社内など、同じ方針に則って管理を行うことができる範囲。一般的には企業単位。
IGP(Interior Gateway Protocol)内部ゲートウェイプロトコル:AS内を制御するルーティングプロトコル
ルーティングアルゴリズム
ディスタンスベクター型:ホップ数によってメトリックを決める。その他の情報が考慮されない。
リンクステート型:トポロジ情報（ネットワーク全体の情報）を共有して最適ルートを判断。伝送時間の観点で判断可能。
メトリック：「ホップ数」「コスト」「帯域幅＋遅延」
RIP(Routing Information Protocl):ディスタンスベクター型で、「RIPv1とRIPv2」２つのバージョンがある。メトリックは「ホップ数」
OSPF(Open Shortest Path Fast):リンクステート型で、メトリックは「コスト（帯域幅）」を利用。
IGRP:ディスタンスベクタ型プロトコル。
EIGRP
EGP(Exterior Gateway Protocol)外部ゲートウェイプロトコル:ASとASの間を制御するルーティングプロトコル
BGP(Border Gateway Protocol):BGP-4
ルーティングテーブルの作成方法
スタティックルーティング（静的ルーティング）：管理者が手動で設定したルーティング情報
メリット：厳密に経路（ルート）を決められる。
デメリット：管理者の負担が大きい。ネットワーク構成の変更を自動的に反映できない。
ダイナミックルーティング（動的ルーティング）：ルーティングプロトコルを動作させ、自動的に作成したルーティング情報
メリット：ネットワーク構成の変更が自動的にルーティングテーブルに反映される。管理者の負担が少ない
デメリット：ルーティングプロトコルについての知識が必要。ルーティングプロトコルが管理者の意図せず変更される可能性がある。ルータやネットワークに負荷がかかる。
エントリ：ルーティングテーブルに登録された情報のこと。転送先とそれに関する宛先ネットワークの情報
ルータの機能
ルーティング
ブロードキャストドメインの分割
パケットフィルタリング
アドレス変換（NAT、NAPT）
経路のループを回避する技術
ループの原因
ループ回避技術
スプリットホライズン:自分がルートを教えてもらった方向にはルートのアドバタイズを行わないルール。
ポイズンリバース:スプリットホライズンに加えて、ルートを教えてもらった方向に、そのルートへは該当ノードを経由しては到達不可能であることを通知する。
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NAT(Network Address Translation)
LAN内のプライベートIPアドレスをインターネットで利用できるグローバルIPアドレスに変換する
概念
種類
静的NAT
IPアドレスを1:1に紐づけて変換する。NATテーブルにNATエントリを持っています。
動的NAT
NAPT:Network Address Port Translation(IPマスカレード)(PAT:Port Address Translation)
NAPT：内部と外部のIPアドレスをn:1に紐づけて変換します。NATテーブルにNATエントリを持っています。内部から外部への接続ができるが、外部から内部へはグローバルアドレスとして解決し、エントリが存在する範囲でしかアクセスできない。
CGNAT(Career Grade NAT)：NAPTを通信事業者やISPで使用できるように拡張したもの。
Twice NAT
双方向NAT(Two-way NAT)
宛先NAT(負荷分散技術)
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RIP(Routing Information Protocl)
アルゴリズム
バージョン1 バージョン2 ルート情報の宛先アドレス ブロードキャスト(255.255.255.255) マルチキャスト(224.0.0.9) サブネットマスクの通知 しない する 認証機能 なし あり 集約 自動集約 自動集約/手動集約
※クラスレスなアドレスを利用する場合はversion2を使う
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OSPF(Open Shortest Path)
機能内容
メトリック「コスト=100(Mbps)/インターフェースの帯域幅(Mbps)」
LSDB(Link State DataBase)「LSAからネットワーク全体の地図を示すデータベースを作成する」
LSA(Link State Advertisement)「ルータが持つインターフェースの種類、IPアドレス、コスト、接続されているネットワークのタイプなどの情報」
SPF(Shortest Path Fast)アルゴリズム（ダイクラストラアルゴリズム）「LSDBをもとに自身をツリーの起点にして宛先ネットワークへのSPFツリーを構築し、最短パスをコストによって計算する」以下その手順の例
スタートノードのコストを0、その他のノードのコストを0、その他のノードのコストを無限大とする。
スタートノードと直接接続しているノードのうち、最も小さいコストを持つノードを確定する。
確定したノードに接続しているノードでスタートノードからのコストを計算する。
この時点でスタートノードからのコストが最も小さいノードを確定とする。
すべてのノードが確定していなければ、３へ戻る
OSPFエリア「LSAを交換し合う論理グループ、他のエリアのネットワークには『エリア境界ルータ(Area Border Router:ABR)』を経由する。」
シングルエリアOSFP:全てのOSFPルータが１つのエリア内で動作する構成
マルチエリアOSFP:２つ以上のエリアの構成（大規模ネットワークではルータの負荷軽減のためこちらを推奨）
バックボーンエリア:複数のエリアを相互接続するエリア（エリア0または通過エリア）→各エリアは必ずバックボーンエリアと接続する。
標準エリア:非バックボーンエリア
OSPFパケット
タイプ パケット 説明 タイプ1 Hello 直接接続されているルータに自ルータが正常に稼働していることを通達する。10秒間隔でブロードキャストされる。 タイプ2 データベース記述 リンク確立時に交換する。リンク状態広告LSAのこと タイプ3 リンク状態要求 受信したLSAのうち自分が持っていない情報が含まれる際に送信するパケット。 タイプ4 リンク状態更新 リンク状態要求を受信した際に作成される、相手ルータのデータベースを更新するための情報 タイプ5 リンク状態確認応答 受信確認パケット。ACK相当
※エリアの識別は32bitのエリア番号（エリアID）IPアドレスと同様の表現方法(10進数を8bitごとに「.」で区切る)
ルータ分類と役割
種別 説明 内部ルータ 同一エリアインターフェースのみ接続しているルータ バックボーンルータ 一つ以上のインターフェースがバックボーンエリアに所属しているルータ エリア境界ルータ：ABR(Area Border Router) インターフェースが２つ以上のエリアに所属しているルータ。バックボーンルータでもある。エリアごとにLSDBを持ち、経路集約が行える。トラフィックが集中する恐れがある。 自律システム境界ルータ：ASBR(Autonomous System Boundary Router) １つ以上のインターフェースが非OSPFネットワークに接続しているルータ。OSPF以外の経路情報をOSPFルータに通知する。経路集約が行われる。 DR/BDR/DROTHER DR(Designated Router) Dsignated:専用 LSAの交換を取りまとめる代表ルータ 受け取ったLSAを他のルータへ転送する BDR(Backup Designated Router) DRのバックアップとして動作するルータ バックアップ代表ルータ DROTHER DR/BDR以外のルータ DROTHER同士ではLSAを好感しない
OSPFパケットとOSPFテーブル
タイプ 名称 説明 1 Hello - ネイバーの発見、アジャセンシーの確立と維持 2 DBD DataBase Description LSDBの同期を取る。自分のLSDB内のLSAを各ネイバーに示す 3 LSR Link State Request 自分のLSDBにないLSAや新しいLSAを要求する 4 LSU Link LSRで要求されたLSAを通知したり、変更が発生したときにその変更を通知する 5 LSAck Link State Acknowledment LSUパケットによって通知されたLSAを正常に受信したことを相手に伝える
OSPFテーブル
ネイバーテーブル：認識しているOSPFネイバーのリスト
トポロジーテーブル：LSAを格納するデータベース(LSDB)
ルーティングテーブル：LSDBを基にSPFの計算によってえらばれた最短バスを格納
OSPFの処理の流れ
OSPFネイバーの発見(Hello)
LSDBの同期(DBD)
SPFアルゴリズムを用いて、ルーティングテーブルに最適ルートを登録(LSR,LSU,LSAck)
OSPFネイバーの維持(Hello)
OSPFプライオリティ値の一番大きいルータを「DR」に選出
OSPFプライオリティ値が二番目に大きいルータを「BDR」に選出
OSPFプライオリティ値が「0」のルータは「DROTHER」に固定
OSPFプライオリティ値が同じ場合、ルータIDの値が一番を大きいルータを「DR」、二番目に大きいルータを「BDR」に選出
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IS-IS
OSPFと同様のリンクステート型ルーティングプロトコ、IGPに属する。OSPFと似ているが、OSIアーキテクチャの一部として開発された経緯があり、IP以外のプロトコルを扱うことができる。
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ACL(Access Control List)
ACLの種類
標準ACL：送信元IPアドレスだけチェック
拡張ACL：送信元IPアドレスと宛先IPアドレスの両方を指定できる。（プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号も指定できる）
ACLの識別
番号付きACL
プロトコル・種類 ACL番号 IPx4標準 1~99、1300~1999 IPv4拡張 100~199、2000~2699 AppleTalk 600~699 IPX標準 800~899 IPX拡張 900~999
名前付きACL
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STP(Spanning Tree Protocol)スパニングツリープロトコル
STPの機能
選定処理を行い、非代表ポートとなったポートをブロックすることでブロードキャストストームを防ぐ
ルートブリッジの選出
選定処理
ルートブリッジの選定：ブリッジIDを比較し一番小さい値のスイッチを「ルートブリッジ」とする。
ルートポートの選定：ルートブリッジ以外のスイッチ全てを対象にルートブリッジに近いポートを「ルートポート」とする。
代表ポートの選定：各リンク（スイッチとスイッチをつないでいる間）でルートブリッジに近いポートを「代表ポート」とする。
非代表ポートの選定」ルートポートでも代表ポートでもないポートを「非代表ポート」とする。
選定に関する判断基準
コストの低いもの
コストが同一の場合、ブリッジIDの小さいもの
ブリッジIDも同一であれば、ポート番号順に決める
ブリッジID
ブリッジプライオリティ(16bit) + MACアドレス(48bit) = ブリッジID(64bit)
ブリッジプライオリティの初期値
IEE802.1D:32768
Cisco Catalyst:32768+VLAN番号
ブリッジプライオリティの値はコマンドで変更可能
コスト
帯域幅（通信速度）によってコストが決まる
帯域幅 コスト 10Mbps 100 100Mbps 19 1Gbps 4 10Gbps 2
RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)
STPのツリー再計算の計算手順を変更して収束を早くしたもの。ブロッキングポートの代わりに代替ポートとバックアップポートがある
MSTP(Multiple Spanning Tree Protocol)
VLAN環境での使用を考慮した規格。インスタンスIDを付与してVLANをインスタンス単位にまとめ計算の負荷を軽くしたもので、１つのブリッジは複数のインスタンスに所属できる。またブリッジプライオリティによってインスタンス内での振る舞いが決まる。
リージョナルルート：インスタンス内のルートブリッジ
リージョン：いくつかのインスタンスをグループ化する機能。別のリージョンはブリッジに見えるので、リージョンごとに別のポリシーで運用してもネットワーク全体に影響がない
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VRRP
複数のルータを1台の仮想的なルータに見せかけることで、デフォルトゲートウェイを冗長化する機能。
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IGRP
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EIGRP
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BGP-4
概要
EGPプロトコル。バージョン４。以前はクラスレス経路を制御する機能がなかったが、実装されている。
自立システム内のルーティングには言及しない。組織の自律性を維持のため組織内の情報をマスクする。
IPアドレスとサブネットマスクによるルーティングができない。代わりにAS番号(2octet)によってルーティングを行う。
AS番号はJPNICが管理・運用している。
機能や要素
BGPスピーカ：自立システムの境界部分に置かれて他の自律システムと経路情報を交換する。
AS経路リスト：BGPスピーカ同士が交換する、宛先ASに至るまでの方向と距離、そこまでに通過するAS番号などの情報を収集したデータベースのこと。
パスベクタ型アルゴリズム：AS経路リストを利用した経路制御のこと。
AS_PATH：BGPが持つパラメータで、この値が最短のルートを選択する。アドバタイズされると、ASを経由するたびにAS番号が追加され、伸びて行く。
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MPLS(Multi-Protocol Label Switching)
MPLSについて IPヘッダの代わりにMPLSタグを用いてルーティングを行うプロトコル。
本来はレイヤー2の技術。(正確には2.5と言うほうがいい)
プロトコル依存性がない。
MPLSタグ：パス概念。従来のルータと異なり、経路を特定する仮想パスを構築する。
もともとはATM用のルーティング技術。VPNへの応用が進んでいる。
ラベルスイッチングルータ[LSR(Label Switch Router)]：MPLS対応ルータのこと。
エッジルータ[LER(Label Edge Router)]：LSRで構成されるMPLS網の出入り口に置かれるLSRのこと。パケットの転送先を識別するIDであるラベル(MPLSタグ)をパケットに付与する役割を持つ。
ラベルテーブル：LSRが持つテーブル。ラベルごとに経路を記述した表のこと。
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SLAAC(IPv6 Stateless Address Auto Configuration)
自動IPv6割り当てのプロトコル。ルータがRSを受信しサブネットプレフィックスを載せてRAを返す。ノードはMACアドレスからEUI-64を生成し、インターフェース識別子とする。
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DAD(Duplicate Address Detection)
「重複アドレス検出」NSで仮LLAを送信、応答がない場合にはそのLLAを確定し、NAを全ノードマルチキャスト送信する。
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