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基本

OSI7階層モデル

レイヤ使用されるものカプセル化
アプリケーション層アプリケーションデータ
プレゼンテーション層データ変換 暗号化 共通フォーマット
セッション層全二重、半二重、優先データ、送信機能、同期、再送機能を提供
トランスポート層ポート番号 信頼性 フロー制御 確認番号 シーケンス番号セグメント
ネットワーク層倫理アドレス 最適経路決定 ルーティングパケット
データリンク層物理アドレス MACアドレス 同一ネットワーク内でのデータ通信フレーム
物理層電圧 ケーブル コネクタ形状 ビットビット

上位層(L7)から下位層(L1)へデータを渡すときに固有情報(ヘッダ)を付与しカプセル化していき最後(L1)に電子信号(ビット)化され相手に送信する
[データ] ⇒ [セグメント(L4ヘッダ+データ)] ⇒ [パケット(L3ヘッダ+セグメント)] ⇒ [フレーム(L2ヘッダ+パケット)] ⇒ [ビット(001011...)]

 

ヘッダー

TCP(IPv4)

ipv4_tcpHeader.png
項目説明
シーケンス番号どのまで送信(byte)したかを示す。送信するデータ1byteごとに1増加。4Gbyte毎にラップアラウンドする
Ack番号どこまで受信(byte)したか示す。受信が完了したシーケンス番号+1の値を返す。4Gbyte毎にラップアラウンドする
データオフセット通信したデータがTCPパケットの先頭のどこから始まるのか。単位は4オクテット。
オプションを含まない場合はTCPヘッダ長は20オクテット固定なので5が格納される
ECNExplicit Congestion Notificationは、IPのヘッダ部にあるTOSフィールド(2ビット)と、TCPのヘッダ部で未使用のフラグ領域を使い、
組み合わせてネットワークの輻輳検知・通知とデータ送信制御する
ECEECN Echoは通信相手に相手側からこちら側にネットワークが輻輳していることを伝える
URG緊急データが含まれていることを示す
ACKTCPヘッダ内に有効なACK番号が含まれている
PSH受信したデータを速やかに上位アプリケーションに引き渡すように要求
0の場合は受信バッファに格納され適度なタイミングで受信側の上位アプリケーションに渡される
RSTコネクションを強制的に切断。何かしろ異常を検知した場合などにセットされる。
存在しないTCPポートの接続や、コネクションが切れてる状態で通信がきた場合など
SYNTCP接続の要求を送信し、TCP接続のオープン処理が開始される
FINTCP接続を終了させる
ウィンドウサイズTCPヘッダに含まれるACK番号で示した位置から受信可能なデータサイズを通知する(単位はオクテット)
緊急ポインタURGフラグがセットされてる場合に有効。どのように扱うかはアプリケーションに依存。例えば、ブラウザの中止ボタンや、telnetのCTRL+Cなど

IP

IP_Header.png
項目説明
ヘッダ長IPヘッダの大きさで単位は4オプテット(32bit)。オプションを持たないIPヘッダであれば32bitx5行で 5 となる
TOSIPサービス品質(ただし殆どのルータで無視される)
パケット長IPヘッダとIPデータを合わせたパケット全体のオクテット数
識別子フラグメントを復元する際に使用する識別子。フラグメントが異なれば別の値になる
フラグパケット分割制御。0:未使用、1:分割途中パケット、2:最終パケット
フラグメントオフセット分割されたフラグメントがオリジナルデータのどこの位置にあるか。8オクテット単位

ICMP

ICMP_Header.png

タイプによってICMPヘッダの後に付与されるデータの内容が変わる

タイプ内容タイプ内容
0エコー応答10ルーター請願
3宛先到達不能11データグラムの時間超過
4発信元抑制12データグラムのパラメータ異常
5リダイレクト13タイムスタンプ要求
8エコー要求14タイムスタンプ応答
9ルーター広告17アドレスマスク要求
18アドレスマスク応答
タイプコードメッセージ内容
00Echo Replyエコー応答
30Network Unreachable宛先ネットワーク到達不可
1Host Unreachable宛先ホスト到達不可
2Protocol Unreachableプロトコル到達不可
3Port Unreachableポート到達不可
4Fragmentation Needed and Don't Fragment was Setフラグメント化が必要だが不可(DF)フラグが立っている
5Sorce Routed Failedソースルーティングが失敗
6Destination network unknown宛先ネットワーク不明)
7Destination host unknown宛先ホスト不明)
8Source host isolated送信元ホストが孤立
9Destination network administratively prohibited宛先ネットワークとの通信が管理上禁止されている
10Destination host administratively prohibited宛先ホストとの通信が管理上禁止されている
11Network unreachable for TOS指定した優先制御では宛先ネットワーク到達不可
12Host unreachable for TOS指定した優先制御では宛先ホスト到達不可
13Communication administratively prohibited by filtering通信が管理上禁止されている
14Host precedence violationホストの優先度が違反している
15Precedence cutoff in effect優先制御が事実上切断された
50Redirect for networkネットワークへの最適経路変更通知
1Redirect for hostホストへの最適経路変更通知
2Redirect for TOS and network優先制御時にネットワークへの最適経路を通知
3Redirect for TOS and host優先制御時にホストへの最適経路を通知
80Echo Requestエコー要求
110Time to Live exceeded in Transit転送中にTTLの値が超過
1Fragment Reassembly Time Exceeded分割パケット組み立て中に時間が超過


 

TCP/IP状態遷移

  • オープン処理
      アクティブオープン  パッシブオープン
         接続元        接続先
          | SYN                  |
          |──────────≫|
      SYN_SENT |                      |
          |            ACK/SYN |
          |≪──────────|
          |                      | SYN_RECIEVED
          | ACK                  |
          |──────────≫|
    ESTABLISHED |                      | ESTABLISHED
  • クローズ処理
      アクティブクローズ  パッシブクローズ
         接続元        接続先
          | FIN                  |
          |──────────≫|
     FIN_WAIT_1 |                      |
          |              ACK |
          |≪──────────|
          |                    | CLOSE_WAIT
     FIN_WAIT_2 |                  FIN | 
          |≪──────────|
          |                      | LAST_ACK
          | ACK                  |
           |──────────≫|
     TIME_WAIT |                      | CLOSED

  • TCP/IP状態遷移図(外部リンク)
     

負荷分散

方式説明
ラウンド・ロビン(Round Robin)リクエストを順番に割り振る
比率・重み付け(Ratio)予めサーバに比率を指定しておき、その比率でリクエストを割り振る
最小コネクション(Least Connection)コネクション数が一番少ないサーバに割り振る
最短応答時間(Fastest)最も早く応答するサーバに割り振る
最小負荷(Least Loaded)SNMPで取得した情報をもとに割り振る

パーシステンス

1つのトランザクション(例えばショッピングサイトでカートに物を入れてから、決算完了するまで)が完了するまで、常に同じサーバに割り振り続ける機能。

レイヤ方式説明
L3パーシステンス送信元IP送信元IPアドレスを元に一定時間同じサーバに割り振る
NAPT環境の場合、送信元IPが同じクライアントになる為、1つのサーバに処理が偏ってしまうデメリットがある
宛先IPアドレス送信元IPを元に一定時間同じサーバに割り振る
L7パーシステンスCookie応答したサーバの情報をCookieに保存し、その情報を元にCookie有効期限が切れるまで同じサーバに割り振る
HTTPまたは、SSLアクセラレータのHTTPS環境で利用可能
HTTPヘッダクライアント端末からのリクエストに付与されるHTTPヘッダ(User-Agentなど)を元に一定時間同じサーバに割り振る
Cookieを受け付けないブラウザなどの場合に有効な方式
HTTPまたは、SSLアクセラレータのHTTPSで利用可能

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Last-modified: 2016-11-17 (木) 21:46:49 (132d)