TCP/IPの基本

はじめに

TCP/IPモデルの各層に分類されるプロトコルについて覚えるために、ここにアウトプットする。

TCP/IPモデルとプロトコル

• TCP/IPプロトコル（通信ルール）が、まず先に存在
• TCP/IPモデルはTCP/IPプロトコルを通信の役割ごとに整理・分類したもの
• つまり、プロトコルが先に存在し、モデルは後からそれを体系化したもの

TCP/IPモデルの各層

リンク層

隣接ノード間（1リンク）で、データ転送を制御する層（イーサネット、PPP、PPPoE、Wifiなど）

• イーサネット：有線LANのプロトコル。同一ネットワークに複数機器が接続。社内ネットワーク、家庭内ネットワーク等で用いる

• PPP（Point-to-Point Protocol）：一対一接続。電話回線や専用線など。

• PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）：PPPをイーサネット上で使うためのプロトコル。
  【昔】PC -- 電話回線 -- プロバイダ　
  　　　↑このときはPPPでOK
  【今】PC/スマホ -- ルーター -- 回線 -- プロバイダ　
  　　　↑家の中がLANになっている。PPPは一対一の直結専用のため、
  　　　そのまま使えない。
  　　　そこでPPPをイーサネットに応用するためにPPPoEが存在。

• IPoE：PPPをイーサネットに応用することを前提としたPPPoEとは違い、最初からイーサネットを使うことを前提としたプロトコル。PPPoEより高速。

• wifi：物理的に線はないが、ルーターとスマホなどの回線を１つのリンクとして扱うためここに分類される

インターネット層

複数のリンクをまたいで、IPアドレスによって最終目的地の機器までパケットを届ける層（IPv4、IPv6、ICMP、IPsecなど）

• IPv4：インターネット層の通信プロトコルの第4版　32ビット。アドレス枯渇により次世代のIPv6へ移行が進んでいる。PPPoEを用いることが多い
• IPv6：インターネット層の通信プロトコルの第6版。アドレス枯渇の心配がない。IPoEを用いることが多い
• ICMP（Internet Control Message Protocol）：インターネット通信のエラー通知、制御メッセージなどを送信して動作を補助するためのプロトコル。

トランスポート層

ポート番号によってアプリケーションを識別してアプリまでデータを届ける層(TCP、UDPなど)

• TCP：ACK、再送制御、フロー制御、3ウェイハンドシェークなどを行うことで信頼性を確保。
• UDP：効率性を重視。信頼性は保証しない。

アプリケーション層

アプリに届いたデータを意味ある形に解釈・処理する層（HTML、SMTP、DNSなど）

• html：文書の形式をブラウザが解釈して画面に表示する。
• SMTP：メールというサービスの「件名、本文などのルールや構造」を定義するため、この層に分類される。
• DNS：IPとドメインの変換をアプリやサービスが使うため、この層に分類される。

参考文献

• NTT：ネットワークの基礎
• 完全図解　ネットワークプロトコル（日経Network）