ＴＣＰ／ＩＰ（目次）

ＴＣＰ／ＩＰは、イーサネット層とアプリケーション層をつなぐ層です。
　イーサネット層（データリンク層）では、ＭＡＣアドレスを用いた通信ですがインターネットなど大規模通信では、ＭＡＣアドレスでは不便でＩＰアドレスが適しています。ＩＰは、ＩＰアドレスによる２点間の接続経路を決定します。
　その経路において、正確にデータの送受信をするのがＴＣＰです。
　さらにＴＣＰは、Ｗｅｂページ閲覧や電子メールなどのアプリケーション層のプロトコルを指定して、データを渡す機能をもちます。

ＩＰはＯＳＩ基本参照モデルのネットワーク層、ＴＣＰはトランスポート層に相当しますが、ＴＣＰ／ＩＰは実装を前提としたプロトコルなので若干の違いがあります。

ＩＰアドレス

• ＩＰでは、ホスト（接続機器）の番号をＩＰアドレスで示します。ＩＰアドレスは電話番号のようなもので、ＩＣＡＮＮ→ＡＰＮＩＣ→ＪＰＮＩＣ→ＩＳＰなどの事業者の順で連続番号で与えれるので、府県→市区町村のような体系的番号になります。これがＭＡＣアドレスではなくＩＰアドレスを使う理由です。
• ＡＲＰはＭＡＣアドレス→ＩＰアドレスの変換プロトコルです。
  ＤＨＣＰは，ＩＰアドレス設定を自動化したり一元管理するプロトコルです。
• ＩＰアドレスは、電話の外線番号に相当するグローバルＩＰアドレスと内線番号に相当するプライベートＩＰアドレスがあります。ＬＡＮ内のホストには通常プライベートＩＰアドレスが付けられます、
  ＬＡＮ内のホストからインターネットに接続するときは、一時的にグローバルＩＰアドレスが割り当てられます。それをＮＡＴ、ＮＡＰＴといいます。
• ＩＰアドレス（ＩＰｖ４）の構造は４バイトからなり、ホストが属するネットワーク部とホスト自身のホスト部に分解できます。
  その区切り（桁数）を細かく指定することをクラスレスといい、それにより分割されたネットワークをサブネットワーク、そのアルゴリズムをＣＩＤＲといいます。

経路制御（ルーティング）

ＩＰの基本機能は、ＩＰアドレスにより相手先までの経路を決定することで、それを経路制御といいます。

経路表

• ＩＰでのネットワークをつなぐ機器をルータといいます。同一のネットワークに属する相手先ならば、ネットワークにブロードキャストすることにより相手が存在すれば返答があり接続できます。返答がなければネットワーク内のルータに接続します。
• ルータは、個々のネットワークのＩＰアドレス（この中のホストのＩＰアドレスの代表番号のようなもの）と、そこに到達するのに適切な直結したルータのＩＰアドレスとの対応表である経路表をもっています。
  ルータがパケットを受け取ると、受信先ＩＰアドレスの属するネットワークＩＰアドレスから該当ルータに転送します。
• すべての相手先に対応する経路表をもつのは不可能です。よく利用する相手先に絞り、それ以外はデフォルトルートとして、全体をよく知っている（ＩＳＰなど）ルータを設定しておきます。
• 転送されたルータも同じようにして転送を繰りかえしている間に、受信先ＩＰアドレスと同じネットワークに属するルータへと到達します。

経路制御アルゴリズム

最適な経路を見つけることが求められます。
　　対象　　　制御アルゴリズム　　プロトコル　　プロトコル層
　　ＩＧＰ　　距離ベクトル型　　　ＲＩＰ　　　　ＵＤＰ
　　　　　　　リンク状態型　　　　ＯＳＰＦ　　　ＩＰ
　　ＥＧＰ　　経路ベクトル型　　　ＢＧＰ　　　　ＴＣＰ

• 距離ベクトル型（ＲＩＰ）
  受信先ＩＰアドレスに到着するまでのルータ経由回数（ホップ数）を距離として、最小の距離になる経路を探します。
• リンク状態型（ＯＳＰＦ）
  ホップだけでなく、経路の情報を加味して点数を付ける方法です。
  一定間隔で検査用パケットを送信して設定時間内に返答がなければ、故障あるいは輻輳が生じているとします。
  経路中にパケット長さが短く設定されているかを経路ＭＴＵ探索で探します。
• 経路ベクトル型（ＢＧＰ）
  ＩＳＰより向こうのインターネット（ＥＧＰ）で採用される方法です。基本的にはホップ回数で評価しますが、ＡＳ内のルート情報に付加されたパスアトリビュートの内容を加えることもあります。

ＩＰｖ６

従来のＩＰアドレスはＩＰｖ４といい３２ビットでしたが、インターネットの普及により足りなくなりました。それで１２８バイトのＩＰｖ６が設定されました。しかし、ＩＰｖ４も使われており、両者が混在しています。

ＩＰヘッダの特徴

• ＩＰアドレスは１２８ビットです。２^１２８＝３.４×１０^３８ですから，事実上無限に近い個数になります。
• 拡張ヘッダを設けて、暗号化・認証などの機能を任意個数指定できるようになりました。
• Ｐｖ６では，機器をネットワークにつなぐと自動的にグローバルＩＰアドレスを取得できる機能を持たせています。

ＩＰｖ６未対応のシステムやアプリケーションが多いので、異なるプロトコルでの通信（相互運用性）を図る工夫が進行しています。

ＴＣＰ／ＵＤＰ

ＴＣＰには、二つの機能があります。

• 上位プロトコルの設定
  上位層であるアプリケーション層のプロトコル（Ｗｅｂページ閲覧や電子メールなどで使われるプロトコルを指定します。これはＵＤＰも同じです。
• 通信制御
  ＩＰでの経路制御では、単に２点間の経路を決定しただけです。このままでパケットを送っても送信順序と到着順序が一致している保証はありませんし、パケットが廃棄されても受信先ではわかりません。
  それを解決するのが、コネクション型のＴＣＰです。ホスト間で相互の状況を確認してからデータを送り，データの到着を確認してから次のデータを送るようにして，通信を確実に行う方法です。また、ＴＣＰは通信効率向上のフロー制御の機能もあります。

ＵＤＰはコネクションレス型のプロトコルで、通信制御機能をもっていません。
　通信制御機能は時間がかかり、データの到着間隔が長くなります。映像などの送信では、データの到着間隔が長いと空白を生じます。反面、途中のパケットを失ってもデータ通信とは異なり重要な誤作動にはなりません。
　ストリーミングはＵＤＰの代表的な適用例です。