TCP/IPについて

基礎知識
基礎知識

TCP/IPはTCPとIPだって勘違いしていたのでまとめました!

TCP/IPって聞くけど何?

TCP/IPは4層モデル

TCP/IP(ティーシーピー・アイピー)はコンピュータ同士が通信を行うために使われる標準化されたプロトコル群。TCPとIPだけでなく「IPを中心とする標準的な通信プロトコルの総称」。プロトコルとは通信手順の約束事。

TCP/IPは「アプリケーション層」「トランスポート層」「インターネット層」「ネットワークインターフェイス層」の4つの階層で構成される。

データを送信する際は上から下へ渡し、受信する際は下から上に渡す。

アプリケーション層

アプリケーション内での手順やアプリケーション間のやりとりの定義。HTTPやDNSはこの階層。

トランスポート層へデータを伝送し、受け取ったデータを処理する。

トランスポート層

TCPが属する階層。通信を行うプログラムの間でデータを伝送をし、必要に応じて双方向の通信路の確立やエラーの検出と回復を行う。データを伝送するだけのUDPもこの層のプロトコル。

インターネット層

IPはこの層のプロトコル。IPアドレスを指定する。

ネットワークインターフェイス層

ネットワークハードウェアが通信をするための層。Ethernetや無線LANはこの階層のプロトコル。モデムや光回線を使って接続し、TCP/IPで通信するためのPPPもこの階層のある。

TCPとは

TCPの目的は送信側と受信側の2地点間に対して信頼性の高いデータ転送サービスを提供すること。IPプロトコルの上位で機能する。

具体的には、情報の送信元と宛先間の通信の確認作業(3ウェイハンドシェイク)や通信がスムーズに行えるようにフロー制御やウィンドウ制御を行う。

3ウェイハンドシェイク

TCPはデータ転送の前にコネクションの確立を行います。その手順を3ウェイハンドシェイクといいい、”3回のやりとり”によって確立されます。

コネクションの確立
  1. 送信元は通信路を確保するため、相手にデータの転送の許可を要求(SYN)する。
  2. 相手は送信元に「許可」を知らせる(ACK)と同時に、相手側も転送の許可を要求(SYN)する。(ACK + SYN)
  3. 送信元も「許可」を返す。(ACK)

->送信の開始

コネクションの切断
  1. 送信元が相手に切断要求をする。(FIN)
  2. 相手は「切断許可」を知らせる。(ACK)
  3. 相手も送信元に切断要求をする。(FIN)
  4. 送信元が切断許可をだす。(ACK)

->切断終了

IPとは

IPは複数のネットワークを結んで横断的に通信できるように考案されたプロトコル。IPを使ってデータの送受信を行うネットワークをIPネットワークという。

具体的にはネットワークに接続されている全てのコンピュータにIPアドレスと呼ばれる番号を付与し、その番号を使って通信先の指定や呼び出しを行う。

また、IPはデータを最も基本的な通信単位であるパケットに分割し、IPアドレスを使い相手に高速転送する。

IPv4の枯渇とIPv6

IPアドレスは32桁の2進数で全部で約43億パターンあります。IPアドレスは独自のものである必要があり、インターネットの普及により約43億パターンでは数が不足している。

IPアドレスの数を増やすため、IPアドレスの桁数を増やしたIPv6が導入されいる。

様々なプロトコル

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)

HTTPはIEやChromeなどのWebブラウザで利用している。ホームページの閲覧やコンピュータとWebサーバのデータのやり取りを行う。

POP3・SMTP

(Post Office Protocol)(Simple Mail Transfer Protocol)

POP3はメールサーバからメールを受信、SMTPは自分のメールサーバ・相手のメールサーバへ送信する

IMAP(Internet Massage Access Protocol)

メールサーバに届いたメールをインターネットを介して読みにく。POPとは違い、端末にデータを残さない。複数端末で同じメールを読めるメリットがある。

DNS(Domain Name System)

ドメイン名をIPアドレスに自動的に変換するプロトコル。この仕組みにより、ローマ字でURLを入力しページにアクセスしたり、ローマ字でメールアドレスを入力してメール送信ができる。IPアドレスをドメイン名に変換することで覚えやすくなる。

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

送信元にIPアドレスを静的または動的に割り当てるプロトコル。

ICMP(Internet Control Message Protocol)

通信の状態確認やエラー情報メッセージを転送し、IP通信の働きを補完するプロトコル。ICMPメッセージの種類には「エコー要求・エコー応答」(相手の応答や状態の確認)や「到達不能」(IPデータグラムを配信できないときにルーターから送信されるメッセージ)などがある。

ARP(Address Resolution Protocol)

EthernetのIPアドレスからMACアドレスを動的に知るためのプロトコル。

PPP(Point to Point Protocol)

電話回線などの通信回線を利用し1対1の通信で利用されるプロトコル。シリアルインターフェイスを利用した通信方式。

PPPoEはEthiernet上でPPPデータをやり取りし、接続状態を管理するプロトコル。

Ethernet(イーサネット)

有線LANの通信プロトコル。有線LANにおけるコンピュータ通信ではイーサネットが物理規格を取り決め、TCP/IPが通信内容を取り決めている。

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