Transcript トランスポート層 TCPとUDP ネットワークシステムⅠ 第10回

トランスポート層
ＴＣＰとUDP
ネットワークシステムⅠ
第１０回
インターネット層の復習
できること

宛先のノードまでパケットを送る
 直接つながっていなければルータで中継
できないこと（制約）

パケットが届くことを保証しない

送り出した順に届くことを保証しない

ひとつのパケットが，複数個届くことがある

データが変化する（おかしくなる）可能性がある
重要なこと（できること・できないことの他に）


IPアドレス
 インターネット上のノードを区別
 32ビット
 不足
ルーティングテーブル
 直接配送と間接配送
トランスポート層
今回の本題
特にTCP
基 本 機 能 （２）



4つの機能が
モジュール化され，右
図のように
層をなしている
（階層化）
これで通信が行われ
る
今回はトランスポート
層
第６回のスライド
トランスポート層の概要



TCPとUDPの２種類のプロトコル
信頼性・到達性のあるパケット
 正しいパケットが相手に確実に届く
 信頼性・到達性が保証されないIP層を使って
実現する
ポートの管理
 1台のPCで，複数のアプリケーション（プログラ
ム）が，それぞれ通信できる
ポート番号とポートによる通信
同じホストなので
IPアドレスは同じ
ポ ー ト 番 号 （１）


1台のホストで，複数のアプリケーション
 メール，ブラウザなど異なるアプリケーション
 複数の同じアプリケーション
どのアプリケーションが送り出したパケットなのか，
どのアプリケーション宛のパケットなのか区別
 IPアドレスだけでは不可
ある住所にあ
 そのためのものがポート番号
るアパートの
 アプリケーションを区別する番号
部屋番号
ポ ー ト 番 号 （２）
実際にはポート番号だけでなく，
終点IPアドレス
始点IPアドレス
終点ポート番号
始点ポート番号
プロトコル番号（TCP 6，ＵＤＰ 17）
で，通信（パケット）を区別する
 この組合せをアソシエーション（association）

ポ ー ト 番 号 （３）


0～65535 （2オクテット）
0 ～ 1023


1024 ～ 49151


Well Knownポート番号
予約済みポート番号
49152 ～ 65535

動的割当て又はプライベート用ポート番号
ポ ー ト 番 号 （４）

Well Knownポート番号
 代表的なアプリケーションは使用するポート番
号が決められている
 サーバの管理者が勝手に決めると，クライア
ント側は困る（意識的に変える場合もある）
 20，21 ftp
25 smtp 80 http 110 pop
ポ ー ト に よ る 通 信 （１）

サーバ（例えばWebサーバ）は
 リクエストを受け付けるポート番号（80）
 プロトコル（TCP）
を決め（決まっている場合もある），クライアント
（利用者）からの要求を待つ
アクセスしたいアプリケー
ションのポート番号が必要
ポ ー ト に よ る 通 信 （２）

クライアントは，サーバのIPアドレス，ポート番号，
プロトコルでアクセス
 自分が通信に使うポート番号（サーバからの
返事を受けるポート番号 49152～）を決めて，
サーバに送る
 アソシエーション
終点IPアドレス
始点IPアドレス
終点ポート番号
始点ポート番号
プロトコル番号（TCP・ＵＤＰ）
ポ ー ト に よ る 通 信 （３）

サーバは，クライアントのポート番号宛てに返事
を返す
ポ ー ト に よ る 通 信 （４）

サーバは，複数のクライアントからのリクエストを
区別するために，ポート番号だけではなく，IPアド
レスを含む5つのデータ（アソシエーション）を用
いる
TCPとUDP
データの信頼性

IPとは異なり，データもチェックサムの対象として
いる
U D P


データが壊れていないことは保証
 データ部分もチェックサムの対象
パケットの到達性は保証されない
 送りっぱなし
TCPでのパケットの到達保証
到達性の保証 （１）


交信するホスト間で，データが届いたかどうかの
確認をすることにより，データの到達性の保証を
する
 受け取ったら返事をする
 返事があるまで，次を送らない
確認応答
ACK（アック，ACKnowledgement）
到達性の保証 （２）

TCPのパケットの一部
到達性の保証 （３）

シーケンス番号
 送信するデータに付ける連続番号



1オクテットごとにつける
シーケンス番号3001のパケットの
データの大きさが1000オクテットなら，
次のパケットのシーケンス番号は4001
この番号でパケットの順序が分かる
到達性の保証 （４）

確認応答番号
 受信側で，次に受け取るパケットのシーケンス
番号を返答する
 シーケンス番号3001の大きさ1000オクテットの
データ（パケット）を受け取ると，確認応答番号
4001の返事を送る
到達性の保証 （５）





パケットの大きさを1000オクテットとする
送信側 シーケンス番号3001のパケットを送る
受信側 このパケットを受け取ると，確認応答番
号4001の返事を返す
送信側 この返事を受け取ると，シーケンス番号
4001のパケット送る
以下同様
到達性の保証 （６）



一定時間，確認応答のないパケットは再送
確認応答があるまで，送信済みであってもパケッ
トは保存
実際には確認応答を待たずに，次のパケットを
送る
 いくつかまとめて送る（詳細略）
UDP
簡単に
ストリーム型・データグラム型


UDPは，アプリケーションから渡されたデータに
ヘッダを付けて，そのまま送る
 データグラム型
TCPは，データを加工してから送る
 ストリーム型
即 時 性


TCPは，到達性を保証するためなどのために，
即時性は低い
UDPは，即時性が高い
通信相手の数


TCPはユニキャストのみ
UDPはユニキャスト，マルチキャスト，ブロード
キャスト
省略事項



コネクションの管理
フロー制御
 複数のパケットをまとめて送る
輻輳制御 など
ま と め
トランスポート層


信頼性・到達性のあるパケットのやりとりを実現
 信頼性・到達性が保証されないIP層を使って
ポートの管理
 複数の通信を混乱なく処理
TCPとUDP


TCP
 時間がかかっても，確実に相手と通信したい
 IPというあまり当てにならないものを使って，
信頼性のある通信を実現する
ＵＤＰ
 確実性を欠いても，直ぐに相手に届けたい
 ライブ中継
 少ないデータ
キーワード

ポート番号

シーケンス番号と確認応答番号
次

回
アプリケーション層