OSI(Open System Interconnection)基本参照モデル プロトロルの単機能化・交換の容易さを目的としてコンピューターネットワークに求められる通信機能を７階層の構造に分割し定義したもの
アプリケーション層 ソフトウェアが提供する具体的な機能についての仕様や通信手順やデータ形式などを規定。
プレゼンテーション層 文字コードや圧縮の種類などを規定。
セッション層 データの送受信管理。通信の確立、維持、終了するまでの手順を規定。
トランスポート層 通信の品質を保証。
ネットワーク層 エンドーツーエンドのやり取りを規定。
データリンク層 同じネットワークに接続された隣接ノード間での通信を規定。
物理層 システムの物理的、電気的な性質を規定。
それぞれの階層をN層、N層に存在する通信機器などの実体をエンティティ。
N層に属するエンティティ同士が相互に通信を行うための取り決めをプロトコル、通信規約という意味。
上位の層は下位の層を利用しながら通信を行います、下位の層が上位の層に通信窓口を提供する機能をサービス。
プロトコルスイート(プロトコルスタック) ある通信方式を実現するために低い階層から順にプロトコルを積み重ねて全体として機能するようにした組み合わせのこと。
最も代表的なのが TCP/IPプロトコルスイート
アプリケーション層 HTTP, SMTP, FTP, DHCP, DNS, SNMP, POP3, Telnet
インターネット層 IP, ICMP,IPsec
ネットワークインターフェース層 イーサネット
MACアドレスはイーサネットやFDDIに使用される物理アドレスである。データリンク層において同じネットワークに接続する隣接ノード間の通信で相手を識別するために使用される。MACアドレスの長さは6バイトで先頭24ビットはOUI(ベンダーID)で後半24ビットは固有製造番号であり一意に定まりIEEEが管理する。
IPアドレスはネットワーク層のプロトコルであるIPで利用されるノードを特定するためのアドレス。
ポート番号はトランスポート層においてノード内のアプリケーションを識別するための番号。指定できる範囲はTCPやUDPごとに0~65535。このうち0~1023はよく利用されるアプリケーションのポート番号でウェルノウンポートという。
パケット交換方式 TCP/IPでデータをパケットという単位で区切りヘッダを付加して送信する。
ポート番号を用いてトランスポート層で通信するためのTCPヘッダを付加する。
IPアドレスを用いてネットワーク層で通信するためのIPヘッダを付加する。
MACアドレスを用いてデータリンク層で通信するためのMACヘッダを付加する。
IPヘッダが付加されたパケットをIPパケット。
MACヘッダが付加されたパケットをMACフレーム又はイーサネットフレーム。
リピータ 物理層で機能するネットワーク上を流れる電流の増幅装置又は整流装置。現在では複数のノードを接続できるマルチポートリピータ(ハブ)が使用されるのが一般的。
ブリッジ データリンク層で機能するネットワーク上を流れているフレームのMACアドレスを認識して通信を中継する装置。接続されている各ノードのMACアドレスを記憶して接続されているノードをコリジョンドメイン(セグメント)という単位に分割することでMACアドレスにより判明したフレームの宛先にあるセグメントにのみフレームを送信する。
MACアドレステーブル 学習したMACアドレスとポートの対応を記録しておく表。
スイッチングハブ(レイヤ2スイッチ) データリンク層で機能するフレームの蓄積機能、速度変換機能、交換機能を持つ装置。ブリッジと同じ働きをするがポート数が多いのとハードウェア主体で処理するので処理速度が速い。
ブロードキャストフレーム イーサネットなどのLANで同じネットワークに接続する端末に一斉配信するフレーム。宛先MACアドレスにすべてのビットが1であるアドレスを指定する。
ブロードキャストストーム ブロードキャストフレームが永続的に転送されながら増殖してネットワークダウンを招く現象。一般的な原因は、LANスイッチ同士を漫然と接続してループを形成してしまうこと。
スパニングツリープロトコル(STP) ループを構成している一部のポートを通常時には論理的に切断することで、ネットワーク全体をループを持たないツリー構造にする。
ルータ ネットワーク層で機能する宛先IPアドレスからパケットの送信先を決めて通信を制御する装置。パケットをどのルータに送れば宛先のネットワークへの通信が速く行えるか判断することを経路制御(ルーティング)。ルータはそのための経路表(ルーティングテーブル)を持っている。
ブロードキャストドメイン ルータで分けられたネットワークの単位。
ブロードバンド 広い帯域を利用する通信回線の総称。光ファイバー、ADSLなど。
ブロードバンドルータ 通信事業者のブロードバンド回線を通じてインターネットに接続する家庭向けルータ。
デフォルトゲートウェイ 他ネットワークと通信する時の窓口となる一番近いルータ。
スタティックルーティング 手作業で経路表を作成する。
ダイナミックルーティング ルーティングプロトコルを利用することでルータ同士が経路に関する情報の交換を行い自律的に経路表を作成する。利用する代表的なルーティングプロトコルはRIP、OSPF。
RIP ディスタンスベクタ型(距離ベクトル型)のルーティングプロトコル。経路情報を一定時間間隔で交換して宛先ネットワークに到達するまでに経由するルーターの数(ホップ数)が最小になる経路を選択する。最大ホップ数は15。
OSPF リンクステート型のルーティングプロトコル。最もコストの小さい経路を選択する。コスト算出式「コスト=100Mbps/経路の通信帯域(bps)」。
VRRP 同じLANに接続された複数のルータを仮想的に１台のルータとして見えるようにして冗長構成を実現するプロトコル。 通常時にはマスタールータが仮想IPアドレスを保持するが マスタールータに障害が発生するとバックアップルータが継承する。
レイヤ３スイッチ ネットワーク層で機能するルータと同じ働きをするが専用ハードウェアによって転送処理を行うことで高速に処理ができ大容量のファイルを扱うファイルサーバへのアクセスに適する装置。
ゲートウェイ 通信プロトコルやデータ形式が異なるネットワーク間を中継する機能や機器。
レイヤ４スイッチ トランスポート層で機能するTCP、UDPポート番号も経路制御判断の情報として使用できるネットワーク中継装置。
レイヤ７スイッチ アプリケーション層までの情報を使って通信制御を行う装置。
SDN ネットワーク機器の転送判断を中央サーバーからソフトウェアでプログラミングする。
OpenFlow ネットワーク機器が持つ転送機能と経路制御機能を論理的に分離してコントローラというソフトウェアによってデータ転送機能を持つネットワーク機器を集中的に制御、管理するプロトコル。 VLAN スイッチの特徴的な機能で物理的な接続形態に依存せずノードを任意に論理的なグループに分ける仕組み。
ポートVLAN(スタティックVLAN) スイッチのポートごとにVLANを割り当てる方式でポートとVLANの対応が固定される。
タグVLAN VLAN IDを含むタグ情報をMACフレームに埋め込み、フレーム単位でVLANを区別する。IEEE 802.1Qで標準化。
メディアアクセス制御 複数のデータを１つのケーブルを通して送受する場合に起きるデータの衝突(コリジョン)を回避するための制御。
CSMA/CD イーサネットで使用されていたメディアアクセス制御で衝突検知方式。
トークンパッシング方式 ネットワーク上をフリートークンという送信権のためのパケットが巡回してフリートークンを獲得したノードのみが送信を行うので衝突を回避する方式。
TDMA方式 ネットワークを利用できる時間をタイムスロットという単位で区切り、割り当てられた時間は各ノードが独占する方式。
ARP 通信相手のIPアドレスからMACアドレスを取得するためのプロトコル。
RARP MACアドレスからIPアドレスを取得するためのプロトコル。電源オフ時に自身に割り当てられているIPアドレスを保持できない機器が使用する。
PPP 2点間をポイントツーポイントで接続するためのデータリンクプロトコル。WANを介して２つのノードをダイヤルアップ接続する時に使用される。ネットワーク層とネゴシエーションを行うNCPと、リンクネゴシエーションを行うLCPから構成されていてリンク制御やエラー処理機能を持つ。
