Transcript 講義ガイダンス資料
分散システム特論 岡村耕二
インターネットの歴史と運用
• 1969 年 ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) – 国防総省がスポンサー • 1980 年 NSFNET (National Science Foundation Network) – 全米科学財団 • 1990 年 商用インターネットの急成長 – ＷＷＷ，電子メールの普及 分散システム特論 2
インターネットに関連する組織
• • 1984 年 インターネットアーキテクチャ委員会 （ＩＡＢ） – ＲＦＣ 発行開始 １９９２年 インターネット学会（ Internet Society) – IAB は ISOC の一部となる ISOC; 分散システム特論 3
インターネットの運用 インターネットガバナンス
• 1988 年 IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – IP アドレス、ドメイン名、ＴＣＰ／ＩＰなどで使用するパラメー タ（ポート番号など）の割り当て管理を行う。 • 1993 年 ネットワーク情報センター（ＮＩＣ） – InterNIC ( 北米 ) – RIPE NCC ( 欧州 ) – APNIC ( アジア太平洋 ) • JPNIC • 1998 年 ＩＡＮＡ → ICANN (The International Corporation for Assigned Nmaes and Number) 分散システム特論 4
ＩＣＡＮＮ
• • • • ICANN – ＩＰアドレス、ドメイン名、プロトコルパラメータなどのイン ターネット資源の割当の調整を世界規模かつ民主的に行 う。 ドメイン名支持組織 – 営利、非営利企業、レジストラ、通信事業者、など アドレス支持組織 – ARIN( 旧 InterNIC),RIPE NCC, APNIC プロトコル支持組織 – IETF, W3C, ITU, ETSI 分散システム特論 5
ICANN
• • IEPG (Internet Engineering Planning Group) – ＩＳＰに対する技術援助、運用ポリシの調整 ＣＥＲＴ Team) (Computer Emergency Response – コンピュータネットワークへの不正侵入などの方 法を解析し対策を研究する。 分散システム特論 6
インターネット技術の開発と標準化
• ＩＳＯＣ （インターネット学会） – ＩＡＢ （アーキテクチャ委員会） • • • ＩＲＴＦ 次世代技術委員会 – – 標準化は行わないが、先進技術の研究を担当 必要であればＩＥＴＦに標準化を提案 ＩＥＴＦ 技術標準化委員会 – – – ＲＦＣ による技術標準化に責任を持つ 年 3 回のミーティング、電子メールによる議論 ＩＥＳＧ（運営管理委員会） » 複数のワーキンググループによって遂行 » http://www.ietf.org
ＩＳＴＦ 社会政策委員会 分散システム特論 7
ＲＦＣのできるまで
• アイディアが浮かぶ – 個人、ＷＧで提案 Internet Draft • • • IETF で 6 ヶ月保存 ＩＥＳＧ が標準化すべきと判断 – Proposed Standard • RFC 番号 • 実装、テスト • 6 ヵ月後 ＩＥＳＧ審議 – Draft Standard • 4 ヶ月の運用試験 • ＳＴＤ 番号の付与 ＲＦＣ – Informational – Experimental – Historical 分散システム特論 8
日本におけるインターネットの歴史
• 1984 年 ＪＵＮＥＴ （インターネットではない） • 1988 年 WIDE プロジェクト – 1990 年 九州大学 • 大阪大学と 64Kbps WIDE プロジェクトに接続 • 1993 年 – 日本インターネット協会 (IAJ) – 日本での商用ネットワークの始まり 分散システム特論 9
講義のすすめ方
• • • RFC 選ぶ。 その RFC 見つける。 に基づいて実装されているソフトウェアを そのソフトウェアと照らし合わせながら を発表形式で紹介する。 RFC の仕様 • RFC の仕様と照らし合わせて実装されているソフト ウェアの • 重要と思われるコード部分を説明する。 • • ソフトウェアの実行結果を示す。 • A4 x 4 程度のレポートを提出する。 韓国と遠隔講義の予定 分散システム特論 10
韓国との遠隔講義
• • • 韓国大学院生などの遠隔参加 先方から質問、発表 ９０分のうちいくらかは韓国人との交流に利 用可 分散システム特論 11
参考
• • http://okaweb.ec.kyushu-u.ac.jp/lectures/ds/ – いままでの講義の発表・レポート http://gembu.ec.kyushu-u.ac.jp/cgi-bin/Internet/namazu.cgi
– インターネット文書の検索 分散システム特論 12
• 10/06 • 10/20 • 10/27 • 11/10 • 11/17 • 12/01 • 12/08 • 12/15 • 01/12 • 01/19 • 01/26 • 02/02 休講
スケジュール
ガイダンス 発表内容確定・韓国人と顔合わせ 第１回目発表開始 休講かも 分散システム特論 13
おまけ
• ネットワーキングの基礎 分散システム特論 14
階層とプロトコル （ＯＳＩ 参照モデル）
アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル 分散システム特論 アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 15
物理層
• • ビット列 – 64Kbps, 1Gbps 電圧などの電気的条件 – リンクがあがる 分散システム特論 16
物理層
• • ケーブルそのものではない – 物理層 → ビット列 • 001000111100010001001110 – 標準化された物理層の規格にあったケーブル デジタルであることが前提 – メタルケーブルは必ずしも物理層ではない – アナログケーブルは通信とは関係ない 分散システム特論 17
データリンク層
• • • • • • • ビットパターンをフレーム 8 ビット＝１バイト – 001000111100010001001110 – 00100011 11000100 01001110 – 23 D8 8E 送り元・あて先という概念 イーサネット – MAC アドレス (48bit) • 00:50:56:8A:00:00 • ベンダ固有 – 最初の 24bit 24bit を見ればメーカの察しがつく 同一物理ネットワーク間のみ スイッチングハブ Ｌ２ スイッチ 分散システム特論 18
ＵＮＩＸの ifconfig コマンド
$ ifconfig vmnet1 vmnet1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:8A:00:00 inet addr:192.168.34.1 Bcast:192.168.34.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:223989 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:247923 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:100 ＭＡＣアドレスは、ＬＡＮアダプタ固有である。 分散システム特論 19
ＭＡＣ アドレスからベンダを調べる
• http://coffer.com/mac_find/ 分散システム特論 20
データリンク層通信
• • MAC アドレス： イーサネットカード固有 イーサネットカードは自分の のフレームのみを受信する MAC アドレス – – ハードによる処理 ＯＳ によらない 分散システム特論 21
データリンク層通信
• • • 通信容量：フレームの流量 – ＣＳＭＡ／ＣＤ スイッチによって関係ない部分にフレームが出ないようにで きる。 関係ない部分 → MAC アドレスで判断 分散システム特論 22
ネットワーク層
• • • インターネットの重要な階層 • IPv4 、 IPv6 通信の単位： パケット スイッチング・ルータ、 L3 スイッチ 分散システム特論 23
ルータとスイッチングルータ
• • • ルータ – ネットワーク層でパケット交換 スイッチングルータ – 2.5
層でフレーム交換 – L3 スイッチ 機能（経路制御など）は変わらない。 分散システム特論 24
ネットワーク層
• 経路制御 – – 同一物理ネットワークを越えた通信 ルータ • IP アドレス – IPv4: 32bit • 133.5.1.1
– IPv6:128bit • 3ffe:501:2c24:a00:202:e3ff:fe00:10c5 • 2001:248:180:300:202:e3ff:fe00:14ea • IP アドレス • ネットワークアドレス＋ホストアドレス 分散システム特論 25
ＩＰアドレス
• • • • 九州大学内のサブネットマスクは基本的に、 ２４ビット – ネットマスク １３３．５．Ｘ．０ 255.255.255.0
– ネットワーク識別子 １３３．５．Ｘ．２５５ – ブロードキャスト識別子 １３３．５．Ｘ．１ ～ ２５４ – ホスト識別子 分散システム特論 26
ＩＰアドレス
• • 32 ビット １３３．５．１．２ – １３３＊２５６＾３＋５＊２５６＾２＋１＊２５６＋２ – 2231697666 $ ping 2231697666 PING 2231697666 (133.5.1.2): 56 data bytes 64 bytes from 133.5.1.2: icmp_seq=0 ttl=249 time=106.0 ms http://2231697666 分散システム特論 27
トランスポート層
• プロセスとプロセスの通信 • TCP – 信頼性があるが、速度が不定 • メール、ＷＥＢアクセス • UDP – 信頼性がないが、 速度は一定 • マルチメディア通信 分散システム特論 28
トランスポート層
• • • IP アドレスだけでは識別子が足りない – ホスト内でもっと細かく識別できる必要がある • • プロセス ウインドウ – IP Address + Port = トランスポートアドレス ポート番号 – 16bit 特定のサービスを固定的に割り当てる – 25: 電子メール – 80: WWW 分散システム特論 29
決められたポート番号
http://www.iana.org/assignments/port-numbers The range for assigned ports managed by the IANA is 0-1023.
Port Assignments: Keyword Decimal Description References ------ ------ ---------- --------- 0/tcp Reserved 0/udp Reserved # Jon Postel
通信アプリケーション
• • 電子メール – ＳＭＴＰ／ＰＯＰ／ＩＭＡＰ • WWW – ＨＴＴＰ／ＦＴＰ • DNS – ＤＮＳ • VoD – ＲＴＳＰ テレビ会議 – ＲＴＰ 分散システム特論 31
通信アプリケーション
• • • • 一定の手順（プロトコル）に従って動作してい る インターネットの通信プロトコルは て公開されている RFC とし どのように実現されているかプログラムによっ て固有 – 設定方法がプログラムによってまちまち 通信プロトコルの重要な部分を押さえておけ ば設定すべき箇所は予想がつく 分散システム特論 32
メールソフト
• • • メール配送サーバ – ＳＭＴＰ メール受信サーバ – ＰＯＰ／ＩＭＡＰ メールフォルダの設定などは通信機能とは別 の次元の話 分散システム特論 33
通信アプリケーション
• • • プロトコルは公開されている 物理層からすべて公開されている – – – – – ビット列 フレーム列 パケット列 パケットに含まれるデータ内容 ポート番号から既知のサービスは察しがつく ビット列がわかれば、通信内容は全て解析可 能 分散システム特論 34
通信の仕組み
• • • コンピュータにとって MAC アドレス が重要 人間にとって ホスト名・ＩＰアドレス が重要 ホスト名 → IP アドレス – DNS – www.kyushu-u.ac.jp → １３３．５．１．２ • IP アドレス → MAC アドレス – ARP (Address Resolution Protocol) 分散システム特論 35