Linuxを基本からまとめてみた【ネットワークの基礎】

インターネットプロトコルの基礎

プロトコル

• CP同士がやり取りするためには、共通のルールが必要

TCP/IP

• インターネットにおけるプロトコル
• 4つの層に分けて通信のフローを管理する
• 送信側は、データをいくつかの小さなデータに分割し、ヘッダを付け加えたデータ「パケット」を送信する
• ヘッダの情報をもとに、パケットが受信側に届けられる
• 受信側は、パケットを受け取ったら、それぞれの層でヘッダを取り除き、元のデータを復元する

主な角層のプロトコル

• TCP/IPは4つの層に分けられる

層	役割	プロトコル・通信規格	負荷されるヘッダ
アプリケーション層	ネットワークアプリケーションの制御	FTP, HTTP, SSH など
トランスポート層	データ転送の制御	TCP, UDP	ポート番号
インターネット層	宛先や伝送経路の制御	IP, ICMP, ARP	IPアドレス
ネットワークインターフェース層	物理的な伝送路の制御	Ethernet, IEEE 802.11, PPP	MACアドレス

トランスポート層のプロトコル

• TCPは信頼性、UDPはリアルタイム性を重視

ポート番号

• アプリケーション層で使われたプロトコルの識別をする

IPアドレスとサブネットマスク

IPアドレス

• インターネット上の宛先を識別するアドレス

IPアドレス(IPv4)

• 32ビットのアドレスを8ビット×４に分け、１０進数で表記する

サブネットマスク

• 同じネットワーク範囲のホストを判断するために使う

CIDR記法

• IPアドレスとサブネットマスクを同時に書く記法

IPアドレスクラス

• ネットワークアドレス部の長さ・上位ビットで決まる

クラス	上位ビット	第一オクテットの値	ネットワークアドレス部の長さ
A	0	0-127	8ビット以上
B	10	128-191	16ビット以上
C	110	192-223	24ビット以上

サブネット分割

• ホストアドレス部の部分をネットワークアドレス部として使う

IPv6

• 128ビットのアドレスを16ビット×8に分け、１6進数で表記する

IPv6の省略記法

• 先頭の0とゼロフィールドは省略可能

ネットワーク構成

ネットワークで使えるアドレス

• ホストで使用できるIPアドレスは決まっている

ブロードキャストアドレス

• 同じネットワーク内の全てのホストに送信できるアドレス

複数ネットワークの構成

• 異なるネットワーク範囲に接続する場合は、ルーターを使用する

ホスト名の設定

• ネットワーク上でホストを識別するための名前

IPコマンド

• TCP/IPの設定を参照・設定する

・ip addr: IP アドレスの設定を表示・設定
　・ip addr show: IP アドレスの設定を表示
　・ip addr add [IPアドレス] dev [インターフェイス名]: IP アドレスを設定
　・ip addr del [IPアドレス] dev [インターフェイス名]: IP アドレスを削除
・ip route: ルーティングテーブルの設定を表示・設定
　・ip route add [IPアドレス] via [転送先]: [IP アドレス]から[転送先]へパケットを送信するようルーティングテーブルを設定
　・ip route del [IPアドレス]: ルーティングテーブルを削除

ifconfigコマンド

• インターフェイスの設定を確認・設定する
• ifconfig [インターフェイス名] [IP アドレス]: IP アドレスを設定

nmcliコマンド

• 設定ファイルを編集をコマンドラインから行う
• nmcli [オブジェクト] [サブコマンド] [引数]

routeコマンド

• デフォルトゲートウェイアドレスの管理に使う昔からあるコマンド

・ip route コマンドや route コマンド、 nmcli コマンドで設定・参照できる
・route コマンドは昔から利用されてきたコマンド
・ip route コマンド、 route コマンドは、再起動で設定がリセットされる

ネットワークの問題の解決

ICMP

• ICMP: インターネット層のプロトコル
• ICMP: メッセージはネットワークの問題解決に役立つ

pingコマンド

• ICMPパケットを送信して、指定ホストと疎通できるか確認

デフォルト
$ ping <ホスト名または IP アドレス>
Ctrl + C で終了
パケット数指定
$ ping -c <送信するパケット数> <ホスト名または IP アドレス>

tracerouteコマンド

• ホストに辿りつくまでに経由したルーターの一覧を表示する
• traceroute -I <ホスト名または IP アドレス>

tracepathコマンド

• 宛先となるホストに到達するまでの経路を出力する
• tracepath <ホスト名または IP アドレス>

ssコマンド

• ネットワーク通信の状態を確認するコマンド

$ ss

オプション	説明
-a	全ての通信を表示
-l	待機ポートを表示
-n	名前を解決せず表示
-t	TCP通信を表示
-u	UDP通信を表示
-p	対応するPIDを表示

nc(ncat)コマンド

• 指定したポートへの接続・待受を行うコマンド

参考サイト

新・Linux入門編9(LinuC対策版): ネットワークの基礎