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第8章アプリケーションプロトコル 2003年度 情報通信ネットワーク 資料 第8章アプリケーションプロトコル 総編集 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401076 藤田尚宏 1 第8章アプリケーションプロトコル 目次（１） 8.1 アプリケーションプロトコルの概要 8.2 DNS (Domain Name System) P 4～ 担当：4404076 藤田尚宏 P 8～ 担当：4401076 藤田尚宏 8.3 WWW (World Wide Web) P18～ 担当：4499008 泉谷周吾 P25～ 担当：4401050 工 保夫 8.4 電子メール 8.5 遠隔ログイン (TELNET) P39～ 担当：4499008 泉谷周吾 2 第8章アプリケーションプロトコル 目次（２） 8.6 ファイル転送 (FTP) P45～ 担当：4499008 泉谷周吾 8.7 NFS (Network File System) P50～ 担当：4401011 伊藤正人 P57～ 担当：4401015 岩渕隆亮 8.8 ネットワーク管理 8.9 LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) P64～ 担当：4401044 清水良太 3 第8章アプリケーションプロトコル 8.1アプリケーションプロトコルの概要 8.1アプリケーションプロトコルの概要 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401076 藤田尚宏 4 第8章アプリケーションプロトコル 8.1アプリケーションプロトコルの概要 アプリケーションプロトコル OSI参照モデルの第５層、第６層、第７層に 相当する上位層のプロトコル アプリケーション特有の通信処理を行う アプリケーション層 プレゼンテーション層 アプリケーション層 セッション層 4401076 藤田 尚宏 トランスポート層 トランスポート層 ネットワーク層 インターネット層 データリンク層 データリンク層 物理層 （ハードウェア） OSI参照モデル TCP/IP階層モデル HTTP、SMTP TELNET、FTP SNMP、MIME HTML、MIB RPC 5 第8章アプリケーションプロトコル 8.1アプリケーションプロトコルの概要 アプリケーションプロトコルと ネットワークアプリケーション 4401076 藤田 尚宏 ネットワークアプリケーション →Webブラウザ、電子メールソフト アプリケーションプロトコル →HTTP、SMTP、POP ネットワークアプリケーション自体はプロト コルでない 6 第8章アプリケーションプロトコル 8.1アプリケーションプロトコルの概要 アプリケーションプロトコルと プロトコルの階層化 4401076 藤田 尚宏 トランスポート層以下を土台とすることに よって、アプリケーション開発者はアプリ ケーションプロトコルの決定とプログラムの 開発だけに専念することができる TCP/IPのアプリケーション層には、OSI参 照モデルの第５層、第６層、第７層の機能 が組み込まれている 7 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) 8.2 DNS (Domain Name System) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401076 藤田尚宏 8 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) 構成 4401076 藤田 尚宏 DNSとは何か？ DNS登場の背景 ドメイン名の構造 DNSによる問い合わせ まとめと参考 9 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) DNSとは何か？ ホスト名とIPアドレスを対応させるシステム イメージ・・・電話帳 例．東京理科大学 www.tus.ac.jp → 133.31.180.210 4401076 藤田 尚宏 10 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) DNS登場の背景（１） hostsと呼ばれるデータベースファイル SRI-NIC（ネットワークインフォメーションセンター）での一 括管理 コンピュータは定期的にセンターからデー タベースをダウンロードして利用する ネットワークの拡大に対応できなくなった 4401076 藤田 尚宏 11 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) DNS登場の背景（２） DNSでは、ホストを管理している組織が、 データの設定や変更を行うことができる ホスト名やIPアドレスの登録や変更に関し て、他の機関に報告や申請をする必要が ない 例．理科大生のためのコンピュータ利用案内（神楽坂） www.ed.kagu.tus.ac.jp 4401076 藤田 尚宏 12 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) ドメイン名の構造（１） ドメイン名の分類 gTLD （generic Top Level Domain） → com、net、org、edu、info、biz、name ccTLD (country code Top Level Domain) → jp、uk、kr 4401076 藤田 尚宏 jpドメイン下の分類 →ac、co、go、or、ad、ne、gr、ed、ｌｇ 汎用jpドメイン 13 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) ドメインの構造（２） (root) org ccTLD com jp gTLD co uk ac ne tus noda kagu ed 4401076 藤田 尚宏 kuki rs 14 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) DNSによる問い合わせ（１） ネームサーバ・・・ドメイン名を管理している ホストやソフトウェア 4401076 藤田 尚宏 ルートネームサーバ 全世界に13個存在 リゾルバ・・・DNSに問い合わせを行うホス トやソフトウェア 15 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) DNSによる問い合わせ（２） ルートネームサーバ jpのDNS Server yahoo.comの DNS Server www tus.ac.jpの DNS Server リゾルバ 4401076 藤田 尚宏 16 第8章アプリケーションプロトコル 8.2 DNS (Domain Name System) まとめと参考 DNS (Domain Name System) 参考 4401076 藤田 尚宏 ホスト名とIPアドレスを対応させるシステム ドメイン名は階層化されている JPNIC（日本ネットワークインフォメーションセ ンター） http://www.nic.ad.jp/ja/ JPRS（日本レジストリサービス） http://jprs.jp/ 17 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) 8.3 WWW (World Wide Web) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4499008 泉谷周吾 18 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) 構成 4499008 泉谷 周吾 インターネットウェブの火付け役 WWWの基本概念 URL (Uniform Resource Locator) HTML (HyperText Markup Language) HTTP (HyperText Transfer Protocol) 19 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) インターネットの火付け役 ＷＷＷはインターネット上の情報をハイ パーテキスト形式で参照できる情報提供シ ステムのことでその情報を画面に表示する クライアントソフトウェアを，Webプラウザと 呼ぶ． このWebプラウザを利用すると情報がど このコンピュータに存在するかなどをほと んど意識することなく関連する様々な情報 にアクセスすることが出来る 4499008 泉谷 周吾 20 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) WWWの基本概念 情報へのアクセス手段と位置 情報の表現のフォーマット HTML (HyperText Markup Language) 情報の転送などの操作 4499008 泉谷 周吾 URL (Uniform Resource Locator) HTTP (HyperText Transfer Protocol) 21 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) URL (Uniform Resource Locator) インターネット上の資源の場所を表す表記 法として利用される 定義の書式 4499008 泉谷 周吾 スキーム：//ホスト名/絶対パス スキーム：//ホスト名：ポート番号/絶対パス 22 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) HTML (HyperText Markup Language) Webページを記述するための言語 4499008 泉谷 周吾 設定できるもの： 文字，文字の大きさ，位置， 色，画像データ，貼り付けの 設定，音，音楽の音の設定 etc… WWWの画面表示のための，共通のデー タ表現プロトコルでプレゼンテーション層と 言うことができる． 23 第8章アプリケーションプロトコル 8.3 WWW (World Wide Web) HTTP (HyperText Transfer Protocol) プラウザに表示されたリンクをマウスでク リックした時に処理が開始される． 通常80番のポート番号が利用される． 要求コマンドには“ASCII(*)”文字列を利用 *:American Standard Code for Information Interchangeの略。1963年 ANSI（米国規格協会）により制定。ISO 646で定義された情報交換用米 国標準コード。コンピュータは、文字を取り扱うためにそれぞれの文字 に16進コードを対応させている。ASCIIコードはコンピュータ用の英数字 のコード体系としてもっとも普及しているもの。 4499008 泉谷 周吾 24 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4 電子メール 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401050 工 保夫 25 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 電子メール ネットワーク上の郵便 メーリングリスト 4401050 工 保夫 文章や画像などコンピュータで扱える様々な 情報を送信可 国内、海外問わずどこへでも送信可 一つの電子メールを参加者全員に配送 ex 事務連絡、情報交換、etc… 26 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.1 電子メールの仕組み SMTP（Simple Mail Transfer Protocol） 電子メールサービスを提供するためのプロトコル トランスポートプロトコルとしてTCPを利用 初期の電子メール 送信者PCと宛先PC間で、直接電子メールの配送 送信者がメールを入力⇒HDに記憶⇒送信 ⇒転送が正常に終了後、HDからメールを削除 （通信出来ない場合は時間をおいて再送） 4401050 工 保夫 27 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 初期の電子メールの問題 両ホストの電源が入っていて、かつ 常時インターネット接続状態の必要性 インターネット運用の複雑化 （ex 時差） メールサーバーの経由 POP 4401050 工 保夫 28 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.2 電子メールアドレス 電子メールを使用する時に用いるアドレス 郵便でいえば住所と氏名に相当 （名前＠住所） 電子メールの配送先の管理はDNSで行われる •DNSでメールアドレスとそのメールを送信す るメールサーバーのドメイン名を登録 ⇒MX（Mail Exchange）レコード 4401050 工 保夫 29 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.3 MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions） 以前：電子メールはテキスト形式（文字情報）のみ マイム 現在：MIMEにより静止画や動画なども送信可 •電子メールで送信できるデータ形式を拡張 •OSI参照モデルでいう第六層プレゼンテーション層に相当 •WWWなどでも利用 4401050 工 保夫 30 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール MIMEの構成 4401050 工 保夫 ヘッダと本文の2つの部分で構成 ヘッダには空行があってはいけない （空行から後ろが本文） １つのMIMEデータを複数のMIMEデータ の集合として定義できる ⇒マルチパート 31 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール マルチパートの設定 区切り文字 空行 マルチパートの区切り 頭文字に『--』が付加 本文は文字列 空行 メール本文 4401050 工 保夫 32 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール メール本文 本文はエクセルのファイル 空行 マルチパートの最後を表す『--』 4401050 工 保夫 33 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール メールのプロパティで… 4401050 工 保夫 34 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.4 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol） 4401050 工 保夫 電子メールを配送するアプリケーションプロトコル ＴＣＰポート番号は25番 １つのＴＣＰコネクションを確立 ⇒制御、データ転送 クライアントはテキストコマンドで要求 ⇒サーバーは3桁の数字で応答 各コマンド、応答の最後に改行（CR、LF）が付加 35 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.5 POP（Post Office Protocol） SMTPはメールを所持するホストに対して メールを受け取る側からは要求ができない POPはメールを受信するためのプロトコル SMTPと同様にサーバ、クライアント間で1つ のTCPコネクションを利用したやり取りを行う 4401050 工 保夫 36 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール 8.4.6 IMAP（Internet Message Access Protocol） POPと同様、電子メールなどを受信するため のプロトコル POPはメールの管理をクライアント側で行う ⇔IMAPはサーバー側で管理を行う サーバー上のメールの全てをダウンロードし なくても読める メールの未読・既読情報や、仕分けなどの管 理もサーバーで行ってくれる 4401050 工 保夫 37 第8章アプリケーションプロトコル 8.4 電子メール まとめ 電子メールの3つの要素 メールアドレス データ形式 •MIME …データ形式の拡張 転送プロトコル •SMTP …メール配送 •POP …メール受信（管理はクライアント） •IMAP …メール受信（管理はサーバー） 4401050 工 保夫 38 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) 8.5 遠隔ログイン (TELNET) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4499008 泉谷周吾 39 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) 構成 TELNETでのパケットのやり取り TELNETとは？ TELNETの仕組み 4499008 泉谷 周吾 40 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) TELNETとは？ TSSのような環境を実現するアプリケーション で，メインフレームと端末の関係をコンピュー タネットワークに応用したもの ルータや高機能スイッチなどのネットワーク機 器にログインして、その設定を行うときにも利 用される． 4499008 泉谷 周吾 41 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) TELNETの仕組み 4499008 泉谷 周吾 TCPのコネクションを一つ利用し，この通信 路を通して相手のコンピュータにコマンドが 文字列として送信され，相手のコンピュータ で実行される． 二つのモード（行モード，透過モード）があり， 設定はTELNETクライアントとTELNETサー バーの間でオプション機能を利用して設定 される． 42 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) 行モードと透過モード １行分のデータ 行 モ ー ド 改行キーが入力されるごとに一行分の データをまとめて送る Ｓ Ｌ 透過モー ド クライアントAで入力された１文字ご とにサーバーＢに送信 4499008 泉谷 周吾 43 第8章アプリケーションプロトコル 8.5 遠隔ログイン (TELNET) TELNETでのパケットのやりとり ホストA ホストB ホストAの前にいる人がネットワークを通じてホストBをあ たかもその前に座って使っているかのように、自由にホス トBを利用することができる 4499008 泉谷 周吾 44 第8章アプリケーションプロトコル 8.6 ファイル転送 （FTP) 8.6 ファイル転送 (FTP) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4499008 泉谷周吾 45 第8章アプリケーションプロトコル 8.6 ファイル転送 （FTP) 構成 FTPとは？ FTPの仕組みと概要 4499008 泉谷 周吾 46 第8章アプリケーションプロトコル 8.6 ファイル転送 （FTP) FTPとは？ 異なるコンピュータ間でのファイル転送す る時に使われているプロトコルで相手先の コンピュータにログインしてから行う． インターネット上には，誰にでもログインで きるFTPサーバーが用意されている． anonymous (*)ftpサーバー (*)FTPを使って公開ファイルにアクセスする方法.通常のFTPでアクセスするにはログ イン名とパスワードが必要だが,匿名の（anonymous）ユーザーでもファイルにアクセス できるように、ログイン名に「anonymous」または「ftp」,パスワードに自分の電子メール のアドレスを使う.anonymous FTPのことを単にFTPと呼ぶこともある.FTPクライアントソ フトウェアにはFetch（Jim Matthews作,フリーウェア）がよく使われる. 4499008 泉谷 周吾 47 第8章アプリケーションプロトコル 8.6 ファイル転送 （FTP) FTPの仕組みと概要 4499008 泉谷 周吾 FTPは二つのTCPコネクションを利用し， ファイル転送の機能を実現している． 制御用のTCPコネクション －FTPの制御に利用されている データの転送用のTCPコネクション 48 第8章アプリケーションプロトコル 8.6 ファイル転送 （FTP) FTPを用いてファイル のダウンロードをするには FTPでファイルをダウンロードする際の手順 (1)ホストコンピュータに接続する (2)ユーザーの認証を受ける (3)目的のファイルを探す (4)ファイルをダウンロードする (5)接続を解除する サーバ名を指定してホストコンピュータに接続したら，続いてユー ザー名とパスワードを入力する．ただしanonymous ftpでは，ユー ザー名に「anonymous」か「ftp」を指定し，パスワードには「自分の メールアドレス」を指定すればよい．これは，特にRFCなどで規定され ているわけではないが，運用上このような使い方になっている． 4499008 泉谷 周吾 49 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) 8.７ NFS（Network File System) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401011 伊藤 正人 50 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) NFS（Network File System) ネットワークに接続されたコンピュータ間で、 ハードディスクなどに格納されているファイル を共有するためのプロトコル 共同作業を行っている際に、複数の使用者 が同じオペレーションで同じファイルシステム を共有できる 4401011 伊藤 正人 51 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) NFS 4401011 伊藤 正人 52 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) NFSの階層モデル アプリケーション層 NFS プレゼンテーション層 XDR セッション層 RPC トランスポート層 UDP or TCP ネットワーク層 IP 4401011 伊藤 正人 53 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) UDP 4401011 伊藤 正人 アプリケーションレベルで、データの喪失、 重複、順序の入れ替わりに対する処理をし ている UDPでも信頼性のある通信が可能になる 54 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) RPC 4401011 伊藤 正人 NFSにはウェルノウンポート番号が割り当 てられていなく、PRCのポートマップ機構に より割り当てられる 55 第8章アプリケーションプロトコル 8.7 NFS (Network File System) TCPとUDP 4401011 伊藤 正人 TCPはコネクションの確立や切断の処理や、 スロースタートやNagleアルゴリズムにより、 高速なデータ転送が可能にならない場合 がある UDPはパラメータをきめ細かくチューニング することで、高速なデータ転送が可能にな る 56 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 8.8 ネットワーク管理 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401015 岩渕隆亮 57 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 8.8.1 SNMP （Simple Network Management Protocol) TCP/IPではネットワーク管理にSNMPが利 用される 管理する側：マネージャ 管理される側：エージェント この二つの間の通信のやり取りを決めたも のがSNMP 4401015 岩渕隆亮 58 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 SNMP 4401015 岩渕隆亮 59 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 8.8.2 MIB （Management Information Base) 4401015 岩渕隆亮 SNMPでやり取りされる情報のこと ツリー型の構造を持ったデータベースで、 それぞれの項目には数字がつけられてい る 60 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 MIBツリーの例 4401015 岩渕隆亮 61 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 8.8.3 RMON （Remote Monitoring MIB) 4401015 岩渕隆亮 MIB→ネットワーク機器のインタフェースを監視 するパラメータ群から構成 RMON→接続されるネットワークの回線を監視す るパラメータ群から構成 RMONによりネットワークの監視可能な部分が広 がり、ネットワークを効果的に監視できるようにな る 62 第8章アプリケーションプロトコル 8.8 ネットワーク管理 8.8.4 SNMPを利用したアプリケー ションの例 SNMPを利用しているフリーウェアをひとつ紹介し ます。 MRTGと呼ばれ、ルータのトラフィック量の情報を 定期的に収集してグラフしてくれるツール。 入手先は↓ http://eestaff.ethz.ch/~oetiker/webtools/mrtg /mrtg.html 4401015 岩渕隆亮 63 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP 8.9 LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) 東京理科大学 工学部 経営工学科 4401044 清水 良太 64 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP 目次 LDAPの概要 ディレクトリサービス X.500 LDAPの具体的な機能 まとめ 4401044 清水 良太 65 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP LDAPとは？ Lightweight Directory Access Protocolの略 注：LDAPは「エルダップ」と発音する ディレクトリサービスにアクセスするための プロトコル X．500の機能の一部をTCP/IPに対応させ たもの 4401044 清水 良太 66 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP ディレクトリサービス 4401044 清水 良太 ネットワーク上に存在している様々な資源 に関するデータベース的な情報提供を行う サービス ネットワーク上の資源の管理サービス 67 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP X.５００ X.500とは？ 4401044 清水 良太 (ディレクトリサービスの標準化） １９８８年、ISOがディレクトリサービスの標準と して規定したディレクトリサービスプロトコル X.500の一部をTCP/IPに対応させたものが LDAPである 68 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP LDAPの具体的な機能 ディレクトリサーバー上での操作 ディレクトリ情報の作成、変更、削除、検索など 例）電子メールアドレスの検索 レプリケーション機能 サーバー間でのディレクトリ情報の交換 4401044 清水 良太 セキュリティー機能 69 第8章アプリケーションプロトコル 8.9 LDAP まとめ ディレクトリサービスを利用するためのプロトコル 主な機能 4401044 清水 良太 ディレクトリ情報の操作 レプリケーション機能 セキュリティ機能 LDAPにより、ネットワーク上の各種サービスを容 易かつ安全に利用でき、効率的に情報システム の管理ができる 70