低レベルな層が全然わかってない。TCP/IP 以下は特に全然わかってない。とりあえず TCP/IP と、ルーター・ハブ・ブリッジがそれぞれどう働くかを完全に理解したい。
- イーサネット (何か今使ってる何か・物理層とデータリンク層レベルの話らしい)
- CSMA/CD (ホストが増えると効率が悪くなるやつ)
- セグメント
- サブネットマスク (IP)
- デフォルトゲートウェイ (IP. 困ったときに送る方向？とかなんとか。ゲートウェイって何。牛？)
- 半二重・全二重 (全二重の場合は CSMA/DA は関係ない)
- コリジョンドメイン
- ブロードキャストドメイン
- MAC アドレス
- 物理層の識別アドレス
- フレーム
- 物理層の通信単位
- パケット
- IP における通信単位
- ブロードキャスト
- ある範囲に一括送信する
- ユニキャスト
- あなただけに。
さて最終的に自分でルータ (ハブ) を二段以上の構成にして、ネットワークを組めるようになることを目標にして理解をしたい。必要なことは、ネットワーク設定の項目 (IP アドレス, サブネットマスク, デフォルトゲートウェイ) を理解して自由に設定できること。
まずイーサネット基本。物理層・データリンク層の規格。基本的に送るデータは同じイーサネット内の全てのホストに配送される。ホスト側が自分宛でないデータを破棄する。結構ゴリ押しみたいな仕様なんだなぁ。でもって、この仕様の場合、データの衝突が起きて通信が阻害されるので、コリジョン回避のための方法が定義されており、それが CSMA/CD である。なるほど。
あーそうか、100Base とかっていうのはイーサネットの用語なのか。
「セグメント」は物理的な区分けのようだ。イーサネットでは通信の効率を保つため？に、物理的な長さで一つのイーサネットの大きさを規定していて、ハブの段数も制限があるみたいだ。
異なるセグメントをつなぐにはルーターが必要
純粋な「ルーター」はポートを二つしかもっていないっていうけど、なんで物理的に繋ぐところが二個なのにいくつもコンピュータが繋げるのか不思議だった。分かる人はたぶんこの「不思議さ」が理解できないと思う。なんかこう、何かの魔法で、必要なパケットはいつのまにか必要なホストにだけ届くと考えていた。でもそれが実はゴリ押しで全部に配送するってことを知ったので、ちょっとそれを理解できたかもしれない。
ハブは物理的にポートに送られてきた信号を増幅したり波形を直したりして、他の全ポートに送信する。例えばそれはあるポートにルータが繋がれているかどうかなんて知ったこっちゃなく、全部平等？なんだね。
といっても、それじゃちょっと効率が悪いから、MAC アドレスで振り分けてあげるハブがスイッチングハブ (ブリッジ)、でいいのかな。ブリッジは接続されたホストが発信した MAC アドレスを学習して、他のホストにブロードキャストし、他のホストはその MAC アドレスへ送信し、ブリッジは学習したポートに向けてフレームを送信する。もし知らない MAC アドレスがあて先だったら、普通に (?) 全てのポートに送信する。
これでハブとブリッジについてのすごく基本的な部分はわかったのかな。
さてルーターとか、デフォルトゲートウェイとかをちゃんと理解したい。ルーターは IP とかと同じレイヤーの話で、物理的な (電気信号がとかいう) 話はない、というのでいいのかな。と、思いきや、物理層のアドレスである MAC アドレスは扱うようだ。ふーむ。
- ローカルルータとリモートルータの違いって何よ
- WAN って何よ
- 「ルーティング」って結局何よ
ローカルルータとリモートルータの違いは LAN と LAN を繋ぐかと、LAN と WAN とを繋ぐかっていうこと。らしいけど、どういう意味かわからない。
WAN って LAN とって、違うのは大きさだけだと思っているけど、それでいいのかな。
だとすると、リモートルータはただたんに大きいほうと小さいほうを区別する、ってだけだよなぁ。
ユニキャストの場合を考えると、MAC アドレスがルータ自身のもので (イーサネット的にはルータ向けの通信) IP アドレス自身のものではない (IP 的にはルータなんてどうでもいい) 場合、ルータさんは IP をルーティングテーブルで検索してどこに送信するか決定する。送信するときには MAC をそっちの方向にあるネットワークのルータに書き換える。この MAC アドレスは、ARP テーブルとかいうのに学習しておく？ ブリッジの学習と同じなのかな。つまり、MAC を学習していない場合はそっちのネットワークにブロードキャスト？
ルーティングテーブル云々はちゃんと IP を理解しないとだめみたいだ。ルーティングテーブルに保存される情報は「あて先ネットワークとマスク、隣接ルーターの IP アドレス、送出インターフェイス」らしい。これらがなぜ必要か、どういう場合に必要かを理解したい。
疲れた。＠2006-07-08T23:01:12+09:00 90分で集中力終了
続き。IPv4 - Wikipediaのルーティングの部分や、イーサネットとルーティングとかを読んでみた。
後者の記事のおかげでサブネットについて分かってきたかもしれない。あるサブネットに所属するホストは全て同じセグメント内にいないといけないとかなんとか。当たり前といえば当たり前か。同一セグメント内の全てのホストを一括して扱うためにサブネットがある？みたいな。
でもまだ実際にサブネットを設定するさいどうすればいいかがわかっていない。ルータも含めて同じセグメント内のサブネットは同じにしないといけない、というのは経験的にもわかる。じゃあ、ルータにルータを繋いで、さらにサブネットを分割するとき、どう設定するか、ということがわかってない。ついでに、ブロードバンドルータをローカルルータとして使用する場合どうすればいいかもよくわからない。
現在うちのネットワークは、WAN からルータが DHCP でアドレスをもらって、ルータの4ポートハブ (思うのだけれど、ルータポートも含めれば5ポートなんだよね？) に自宅のPCが全て有線で繋がっている。LAN 側のルータの IP は 192.168.0.1 で、サブネットマスクは 255.255.255.0 になってる。いくつかの PC は DHCP で設定され、いくつかの PC は固定 IP になってる (つまりこのルータでは DHCP 鯖が立ってる)。ここにルータをもう一つ使って、ネットワークを構築し、このルータの下にぶらさげたい (少し制限されたネットワークを構築したい)。
二段目のルータの IP はどう設定すればいいんだろう。今試せないので考えるだけで書くと、WAN 側の IP は 192.168.0.254/24 とかにして、LAN 側の IP を 192.168.10.1 にして、二段目のルータの DHCP を有効にする。とかだとうまくいく気がするけど、わからないし、なんか変な気がする。サブネットを分割してるわけじゃなくて、NAT * NAT になってる？
ぐぐろう。
落ち着いて見直す。
イーサネットだからコリジョンが発生するというわけじゃない。全二重ならばコリジョンは発生しない。全二重は送信側と受信側が別々に同時に通信できるから、受け取るぶんはずっと受け取っていられるし、送るぶんはずっと送っていられる。ref. 全二重通信と半二重通信 - The all-round Dictionary of Network Terms
セグメント＝コリジョンドメイン。セグメントを繋ぐのはルーターでなくて、ブリッジでもいい。ブリッジはは必要なフレームを振り分けるので、コリジョンドメインは拡大させない。ハブ (not スイッチングハブ) は単純に増幅するだけなのでコリジョンドメインが拡張される。
ブロードキャストドメインは、ブロードキャストフレームが届く範囲。ブリッジはブロードキャストフレームを同じネットワーク内 (すなわちブロードキャストドメイン内) に転送するので、ブリッジはブロードキャストドメインを分割しない。ルータはブロードキャストフレームを転送しないので、ブロードキャストドメインを分割する機器と説明される。
ref. ネットワークエンジニアを目指して・イーサネット技術：コリジョンドメインとブロードキャストドメイン
- 無線 LAN を導入するときどうするか。無線接続のノート PC から、一段目の固定 IP のホストは見えてほしい。でもセグメントは分けたい (samba 共有は見えなくしたい)。一段目に無線 LAN アダプタを繋げば普通に見える？ つまり無線 LAN ルータではなく、ルーティングは一段目にまかせる
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