magazine.gif ネットワークはなぜつながるのか

第1章 ブラウザがメッセージを作る~ブラウザ内部を探検~

  • 探検ツアーの始まりはURLを入れるところから
  • ブラウザはまずURLを解読
  • ファイルとディレクトリの違い
  • HTTPの基本的な考え方
  • HTTPのリクエスト・メッセージを作る
  • リクエストを送るとレスポンスが返ってくる
  • 送り先となるWebサーバーのIPアドレスを調べる
  • IPアドレスを探す機能はSocketライブラリが提供
  • リゾルバを利用してDNSサーバーに問い合わせる
  • リゾルバを呼び出すときの動き
  • DNSサーバーの基本動作
  • DNSサーバーへ問い合わせるパケット
  • DNSサーバーの担当範囲と階層構造
  • 担当のDNSサーバーを探し、IPアドレスを取得
  • DNSサーバーはキャッシュ機能で素早く回答
  • SocketライブラリはTCP/IPソフトへの仲介役
  • ソケットを生成して、接続状況を管理
  • IPアドレスとポート番号をTCP/IPソフトへ通知
  • サーバー側も待ち受けの準備をする
  • サーバー側はIPアドレスを照合して接続許可を返信
  • さあ、メッセージの送受信を開始
  • メッセージ送受信の終わりを通知

COLUMN ほんとうは難しくないネットワーク用語

  • 怪傑リゾルバ

第2章 TCP/IPのデータを電気信号にして送る~TCP/IPソフトとLANアダプタを探検~

  • TCP/IPソフトの内部構成
  • ソケットの実体はTCP/IPソフト内部のメモリー
  • 宛先と送信元の組み合わせが同じソケットは一つだけ
  • TCP/IPソフトはまずソケットを作成
  • ソケットを生成したら、TCPで“パイプ”をつなぐ
  • 接続、データ送受信、切断の3フェーズで管理
  • 制御情報を納めたTCPヘッダーを作る
  • IPアドレスを納めたIPヘッダーを作る
  • イーサネット用にMACヘッダーを作る
  • ARPで送信先ルーターのMACアドレスを調べる
  • IPパケットを電気や光の信号に変換して送信
  • さらにパケットに三つの制御用データを付ける
  • ハブに向けて接続を知らせるパケットを送信
  • LANアダプタのMAUが衝突を検出
  • 通信開始に対する応答パケットを受け取る
  • サーバーからの応答パケットをIPからTCPに渡す
  • HTTPリクエスト・メッセージのパケットを作成
  • データが大きいときは分割して送る
  • パケットが届いたことをACK番号を使って確認
  • パケット平均往復時間でACK番号の待ち時間を調整
  • ウインドウ制御方式でACK番号を効率よく管理
  • データ送受信フェーズの動作は接続フェーズと同じ
  • HTTPレスポンス・メッセージを待つ
  • 送り直しの必要がないデータの送信はUDPが効率的

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  • ソケットにねじ込むのは電球かプログラムか

第3章ケーブルの先はLAN機器だった~ハブとスイッチ、ルーターを探検~

  • 一つ一つのパケットが独立したものとして動く
  • LANケーブルは信号を劣化させないで送るのがポイント
  • “より”は雑音を防ぐための工夫
  • リピータ・ハブは全ポートから信号を送信
  • スイッチング・ハブはアドレス・テーブルで中継
  • MACアドレス・テーブルの登録・更新
  • 例外的な動作
  • 衝突に関する振る舞いとハブ接続台数の制限
  • スイッチング・ハブは全2重
  • 最適な伝送速度で送るオート・ネゴシエーション
  • スイッチング・ハブは複数の中継動作を同時に実行
  • ルーターとスイッチング・ハブの違い
  • ネットワーク番号とホスト番号
  • ネットワーク番号とホスト番号を分けるネットマスク
  • 経路表に登録される情報
  • 経路表を検索して出力ポートを見つける
  • デフォルト・ゲートウエイで次のルーターへ
  • パケットには有効期限がある
  • 大きいパケットはフラグメンテーション機能で分割
  • ルーターの送信動作はコンピュータと同じ
  • アドレス変換でIPアドレスを有効利用
  • アドレス変換の基本動作
  • ポート番号を書き換える理由
  • インターネットから社内へのアクセス
  • ルーターのパケット・フィルタリング機能

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  • ハブとルーター名前を変えれば値段も変わる?

第4章プロバイダからインターネット内へ~アクセス回線とプロバイダを探検~

  • インターネットを構成するルーター
  • アクセス回線のバリエーション
  • ADSLモデムでパケットをセルに分割
  • ADSLは「変調方式」でセルを信号化
  • ADSLは多数の周波数を使い高速化を実現
  • スプリッタの役割
  • 電話局までの道のり
  • ISDNの影響
  • ISDN信号に同期させてADSLの信号を変化させる
  • DSLAMを通過してBASに届く
  • ユーザー認証と設定情報通知
  • ADSLでPPPを動かすPPPoA
  • PPPoA以外の方法のメリットとデメリット
  • アクセス・ポイントの構成
  • 建物内部はケーブルで直結
  • 通信回線の多重化
  • プロバイダ同士の接続
  • プロバイダ同士で経路情報を交換
  • 社内ネットワークの自動登録との違い
  • IXの必要性
  • IXでプロバイダ同士を接続する様子

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  • 名前はサーバー、中身はルーター

第5章Webサーバーに遂にたどり着く~ファイアウォール、Webサーバーを探検~

  • Webサーバーの手前には各種のサーバーあり
  • ファイアウォールのタイプ
  • パケット・フィルタリングの条件設定の考え方
  • アプリケーションを限定するのにポート番号を使用
  • 接続方法をコントロール・ビットで判断
  • 社内LANから公開サーバー用LANへの条件設定
  • 社内LANへ外からはアクセスできない
  • ファイアウォールを通過する
  • データ・センターにWebサーバーを設置する場合
  • 処理能力不足の場合は複数サーバーで負荷分散
  • 負荷分散装置で複数のWebサーバーに振り分け
  • キャッシュ・サーバーの利用
  • キャッシュ・サーバーは更新日でコンテンツを管理
  • キャッシュ・サーバーにパケットを届ける方法
  • プロキシの原点はフォワード・プロキシ
  • フォワード・プロキシを改良したリバース・プロキシ
  • コンテンツ配信ネットワークを利用した負荷分散
  • 最寄りのキャッシュ・サーバーの見つけ方
  • リダイレクト用サーバーでアクセス先を振り分ける
  • キャッシュ内容の更新方法で性能に差が出る

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  • 通信回線がLANになる日

第6章返信データが完成し、Webブラウザに戻る~わずか数秒の「長い旅」の終わり~

  • 受信信号をデジタル・データに変換
  • TCP/IPソフトがHTTPメッセージを取り出す
  • ソケットを作成して接続を待ち受ける
  • TCP/IPソフトからデータを受け取る
  • サーバーは複数のクライアントと同時に通信
  • 問い合わせのURIを実際のファイル名に変換
  • CGIアプリケーションを起動する場合
  • Webサーバーで行うアクセスを制御
  • レスポンス・メッセージを送り返す
  • レスポンスのデータ・タイプを見て中身を判断
  • ブラウザ画面にWebページを表示! アクセス完了!

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  • ゲートウエイは別世界に通じる入り口

おわりに
索引