データリンク

by 菊地時夫 — last modified 2009-07-09 10:59

ネットワークのトポロジー

トポロジー＝位相幾何学
バス型, リング型, スター型
メッシュ型 ... 全部のノードと直接接続しようとすると、こうなる。
- 論理的には、全てのネットワークはメッシュ型

MAC アドレス

Media Access Code
リンク層でのノード識別
48bit ... 16進数で表示 (例: 00:24:36:eb:5b:9d)
上位 24bit ... 計算機, ネットワークカード等のメーカ(ベンダー: vender)に割当
- 00:24:36
下位 24bit ... ベンダーで管理

バス型

コンテンション方式 ... contention = 競争
CSMA/CD
- 複数のノード(ホスト)が同じメディアを共用
- Career Sense Multiple Access
- メディア上をデータが流れていなければ、送信可能
- 受信側は、「自分宛の」データだけを取り込む
Collision Detection
- 2つ以上のノードが同時に送信したとき
- 衝突を検知して、ランダムな時間だけ待機する

リング型

トークンパッシング方式 ... token passing = 札（ふだ）を渡す
token を受け取ったノードに発信権がある
パケットはリングを一周する

スター型

ハブ (hub) を中心に、ノードとの間をケーブルで結ぶ
- ツイストペアケーブル
- LAN ケーブルの作り方
リピータハブ
FDDIコンセントレータ
スイッチングハブ
- ポートの先に繋がる機器の MAC address を記憶

ネットワークトポロジーと盗聴

半二重と全二重

Half Duplex / Full Duplex
半二重: 1本の通信回路を使って交互に送信・受信を切り替える
全二重: 2本の通信回路を使って同時に送信・受信を行う

イーサネット

10 Mbps ... 10BASE2, 10BASE5, 10BASE-T, 10BASE-F
100 Mbps ... 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T4
1 Gbps ... 1000BASE-CX, 1000BASESX, 1000BASE-LX, 1000BASE-T
10BASE5 ... 同軸ケーブル (max 500m) + トランシーバ
- リピータ (電気的に波形を整形して中継)
-> スイッチングハブで、全二重通信

イーサネットフレーム

宛先 MAC address (6 octets)
送信元 MAC address (6 octets)
データタイプ (2 octets)
- 0800 ... IPv4
- 0806 ... ARP
- 8035 ... RARP

tcpdump

-e オプションでリンクレベルの情報を出力

$ sudo tcpdump -i en0 -n -e
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on en0, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 96 bytes
10:18:56.369416 00:24:36:eb:5b:9d > 00:0d:0b:cb:0b:a6, ethertype IPv4 (0x0800), length 78: 192.168.11.2.54252 > 133.97.166.239.22: S 4144041584:4144041584(0) win 65535 
10:18:56.390511 00:0d:0b:cb:0b:a6 > 00:24:36:eb:5b:9d, ethertype IPv4 (0x0800), length 78: 133.97.166.239.22 > 192.168.11.2.54252: S 826240350:826240350(0) ack 4144041585 win 65535

tcpdump manual

MPLS

Multi-Protocol Label Switching
バックボーン・ネットワークで使用
- 転送の高速化
- 仮想パス(道筋)を使った通信
AS 番号 (Autonomous System ... 自治システム)
- IP ネットワークを複数束ねたプロバイダ(等) 日本のネットワーク AS番号

その他の通信

無線通信
- IEEE 802.11 ... 盗聴の危険
PPP
- Point-to-Point Protocol
- 電話回線、PPPoE (PPP over Ethernet)
FDDI
- ２重のリングで対障害性を確保

技術の変化

媒体共有型から媒体非共有型へ
- リピータハブ -> スイッチングハブ
HUB は接続注意
- とりあえず余っているケーブルを繋いでおいた -> ネットワーク使用不能
- スパニングツリーとかソースルーティング (高価な Hub)
VLAN (Virtual = 仮想)
- 4F の教員研究室と 2F の学生研究室を同一ネットワークにする

本日の問題

用紙は縦長・横書き。最初に、日付・学生番号・氏名を明記
a)MACアドレスはデータリンクに接続されたノードを識別するために利用され、 b)48 ビットの長さを持つ。そのうち、上位 c)24 ビットはベンダーに割り当てられ、下位 d)24 ビットはそのベンダーで管理して、その一意性を確保している。
a-d に入る言葉、数字を答えよ。

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