Information Security

(1)

(2)

(3)

インターネットの構造



全てはルータがつなぐセグメント（ネットワーク）



ルータ経由で全ホスト間が通信可能

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

(4)

宅配便のネットワーク



営業所、コンビニ＝

ルーター (Router)：

Route(経路)を決める人



最終目的地をもとに、次の目的地を決め、荷物の積み替えをする



トラック、飛行機＝

リンク



次の目的に荷物を届ける

2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

コンビニ

営業所

空港

ネットワークセグメント

：

１つのリンクがカバーする範囲

4

(5)

(6)

インターネットプロトコル



リンク層：ネットワークセグメント内の通信



MACアドレスを使う



ネットワーク層：グローバルな通信



グローバルなアドレス（IPアドレス）を使う



ルーターが複数のネットワークセグメントをつなげ、目的地まで届ける

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

router

やってくれること

指定したホストにIP

パケット(Max 1500

byte)を届ける

6

(7)

インターネットの中のリンク層



ネットワークセグメント内の通信

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

(8)

リンク層＝つなげる手段



LAN(Local Area Network)



オフィスの中、家の中のリンク



有線



Ethernet



IEEE802.3



無線



WirelessLAN(WLAN)



IEEE802.11



Wifi

2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2 ハブアクセスポイント

8

(9)

リンク層フレーム



リンク層におけるデータ表現



リンク層のパケットを「フレーム」と呼ぶ



フレームの構成



フレームはヘッダとペイロードから構成



ヘッダに制御情報、ペイロードに上位層データ



制御情報としてレイヤ2アドレスなど

All 1ならブロー

ペイロードにIPパケットが格納される

ペイロード

(46~1500バイト)

タイプ

宛先

アドレス

送信元

アドレス

エラー

検出

イーサネットフレーム

(DIX規格)

ヘッダ

(10)

リンク層アドレス



MACアドレス



リンク層にて機器（インターフェイス）を区別するアドレス



16進数12桁



例： 00-22-FA-AB-30-90



EUI-48



EthernetのMACアドレス体系、IEEEが規定、48ビット長



世界中で一意なアドレス (224 = 約1677万)



IEEE OUI and Company_id Assignments

http://standards.ieee.org/regauth/oui/index.shtml

OUI

(Organizationally Unique Identifier)

24bit

IEEEがネットワーク機器のメーカーに割り当てる部分

機器毎のID

（各メーカーが割り付け）

24bit

各メーカーがネットワーク機器に割り当てる部分

10

(11)

インターネットプロトコル（ネットワーク層）



グローバルな通信



グローバルなアドレス（IPアドレス）を使う



ルーターを介して複数のネットワークセグメントをつなげる

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

(12)

IPアドレスとは



IPネットワークでのホスト（ネットワークインターフェース）識別

子



インターネット全体で一意なもの（＝グローバルアドレス）



アドレスの構造： IPv4は32ビット長



8ビット毎に区切って表記（0.0.0.0 ～ 255.255.255.255）



数字ひとつが8ビット x 4個

172 . 16 . 254 . 3

10101100.00010000.11111110.00000011

1バイト = 8ビット

32ビット (4バイト)

12

(13)

ネットワーク部とホスト部



IPアドレスを前後に分割して利用



前半がネットワーク部



ネットワーク毎に割り当てられるアドレス（組織毎など）



後半がホスト部



ネットワーク内のホストに割り当てられるアドレス



ネットマスク表現



ネットワーク部とホスト部の境目を表現



先頭からのビット長

172 . 16

.

254 . 3 /24

10101100.00010000

.

11111110

.00000011

ネットワーク部

ホスト部

172.16.254.0というネットワーク内で

使える172.16.254.1～172.16.254.255

というアドレス

ネットマスクとして24ビットを指定

先頭から24ビットがネットワーク部

(14)

同一ネット内の機器への通信



172.16.254.3/24から172.16.254.131/24にIPパケットを送る



自分のネットワーク部のアドレス(172.16.254.*)が相手先のIPアドレスと一

致 ⇒ 同じネットワークセグメントの中にある



相手の機器(172.16.254.131)に直接送る

ルーター

172.16.254 .1

172.16.254 .3

172.16.254 .131

172.16.255 .3

172.16.255 .5

ルーター

172.16.252 .5

172.16.252 .3

宛先

差出人

14

(15)

異なるネットワークの機器への通信2



172.16.254.3から172.16.252.3にIPパケットを送る



自分のネットワーク部のアドレス(172.16.252.*)が相手先のIP

アドレスと異なる



デフォールトゲートウェイ(172.16.254.1)にパケットを送る

ルーター

172.16.254 .1

172.16.254 .3

172.16.254 .131

172.16.255 .3

ルーター

172.16.252 .5

172.16.252 .3

宛先

差出人

ルーター

172.16.252 .2

ルーター

172.16.255 .1

(16)

経路表(ルーティングテーブル)

宛先: 172.16.254.11 宛先ネットワーク次ホップルータアドレス 0.0.0.0/0 172.16.252.1 172.16.254.0/24 172.16.252.5 172.16.255.0/24 172.16.252.1

ルータ: 172.16.252.5

宛先: 172.16.255.3

ルータ: 172.16.252.1

宛先: 7.7.7.7

ルータ: 172.16.252.1

172.16.254.0/24に一致 172.16.255.0/24に一致デフォルトルート

パケット送信元

172.16.254.0/24

172.16.255.0/24

172.16.252.5 172.16.252.1

R

デフォルトルート宛先ネットワークに該当が無い場合に選択される経路（外部ネットワークへの接続経路）デフォルトルートとなるルータをデフォルトゲートウェイと呼ぶ 2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2

インターネット

_R

172.16.252.3

16

(17)

ARP



ARP(Address Resolution Protocol) とは



「アドレス解決プロトコル」



IPアドレスに対応するMACアドレスを調査する

ノードA

ノードB

①Ethernetに広報

ノードC

送信元 MACアドレス(A) IPアドレス(A) 送信先 MACアドレス(空) IPアドレス(B) ② 自IPアドレスでないので無視 ② 自IPアドレス宛を検知して返信送信元 MACアドレス(B) IPアドレス(B) 送信先 MACアドレス(A) IPアドレス(A)

(18)

インターネットプロトコル



リンク層：ネットワークセグメント内の通信



MACアドレスを使う



ネットワーク層：グローバルな通信



グローバルなアドレス（IPアドレス）を使う



ルーターが複数のネットワークセグメントをつなげ、目的地まで届ける

host

router

host

router

_router

host

router

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

router

やってくれること

指定したホストにIP

パケット(Max 1500

byte)を届ける

18

(19)

(20)

インターネット層がやってくれないこと

本棚の中の本を全部

室蘭支店の資料室に

送りたい

ネットワーク層（宅配業者）

箱を指定の住所に届ける

室蘭

支店

神戸

支店

20

(21)

インターネット層がやってくれないこと

本棚の中の本を全部

室蘭支店の資料室に

送りたい

トランスポート層（秘書）

確認

トランスポート層（秘書）

室蘭

支店

神戸

支店

ネットワーク層（宅配業者）

箱を指定の住所に届ける

本を箱に詰める

うまくつかなかった場合は再送

正しい順に戻して箱から出す

受け取りの確認を送る

(22)

インターネット層がやってくれないこと



インターネット層がやってくれること



エンドホスト間でのIPパケット(Max 1500 byte)の伝送



インターネット層がやってくれないこと



宛先アプリケーション間の識別



IPパケットの伝達エラー（不達）の検出と再送



大きなデータの分割、復元



IPパケットの到着順入れ替わりの検出と復元

必要に応じて

トランスポート

層で行う

22

(23)

本を室蘭支店に送りたい

本棚の中から１つ

の箱に入る分を

取り出す

IPパケット

宛先：室蘭市本町１－２

差出人：神戸市加納町２－３

…

宛先：資料室

番号：10～13

TCPパケット

(24)

主要トランスポート層プロトコル



高い制御性を持つTCP



信頼性のある通信セッションを提供



セッション間で混雑を回避するように自動調整



何もしないUDP



シンプルなUDP



制御を必要としない軽量な通信を提供

24

(25)

UDPとTCPの再送制御



TCPとUDPのパケット喪失への対応

送信側

受信側

データ

エラー

データ

送信側

受信側

データ

エラー

データ

TCP

UDP

データが

届かない

ことがある

データの

遅れが

大きい

(26)

(27)

host Y

host X

ポートA

ポートB

ポートC

トランスポート層のアドレス（宛先）



通信ホスト内のアドレス



TCP/UDPポート番号



ポート番号が通信回線を意味



16ビット、0~65535の番号



有名なアプリケーションはあらかじめ割り当て



例： HTTP通信はTCP80番



IANAが設定:

http://www.iana.org/assignments/port-numbers

アプリ

ポートX

ポートY

ポートZ

アプリ

IPアドレス X

(28)

ポート番号の例



WWWシステム



TCPポート80番を用いる



サーバがTCP80番で通信を受付け

ブラウザ

（

Webクライアント）

Webサーバ

TCP

80 Webサーバ

プログラム

Webクライアント

プログラム

TCP

_XX

TCP接続

このTCP回線を用いて、

要求送信や

データ受信を処理

http://www.example.com:

11111

/

ポート番号を明示的に指定する例： TCP11111を利用

28

(29)

ポート番号



TCP/UDPのポート番号



0~1023はwell knownポートとして設定



1024~49151は予約済み、ユーザー用



49152~65535はプライベート



用途推奨されているのがwell knownポート



TCP 80はHTTPに利用することが推奨



UDP53, TCP53はDNSに利用することが推奨



一般的に広く利用されているポート番号

(30)

well knownポート番号の例

ポート番号

説明

0/TCP,UDP

予約済

20/TCP

FTP - データ転送ポート

21/TCP

FTP - コントロールポート

22/TCP,UDP

Secure Shell (SSH)

23/TCP

Telnet

25/TCP,UDP

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

53/TCP,UDP

Domain Name System (DNS)

67/UDP

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

68/UDP

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

80/TCP,UDP

Hypertext Transfer Protocol (HTTP)

110/TCP

Post Office Protocol 3 (POP3)

123/UDP

Network Time Protocol (NTP)

143/TCP,UDP

Internet Message Access Protocol (IMAP)

443/TCP,UDP

Hypertext Transfer Protocol over TLS/SSL (HTTPS)

2016/6/29

(31)

(32)

クライアントとサーバー



クライアント：接続要求を送る



サーバー：接続要求を待っている側



通信の流れ



コネクションの確立



Clientからサーバーに



データの通信



双方向でデータのやり取り



コネクションの切断

client

server

接続したい

接続要求

通信

切断要求

32

(33)

本を室蘭支店に送りたい

本棚の中から１つ

の箱に入る分を

取り出す

IPパケット

宛先：室蘭市本町１－２

差出人：神戸市加納町２－３

…

宛先：資料室

番号：10～13

TCPパケット

(34)

TCPデータの送り方

IP

ヘッダ

IPペイロード

ペイロードにIPパケットが格納される

ペイロード

(46~1500バイト)

タイプ

宛先

アドレス

送信元

アドレス

エラー

検出

イーサネットフレーム(DIX規格)

ヘッダ

IPパケット

TCP

ヘッダ

TCPデータ

TCPパケット

35

(35)

TCPヘッダ



Source Port: 送信ポート番号



Destination Port: 受信ポート番号



SEQ: シーケンス番号



ACK: 応答確認番号



FLAG: フラグコード

 URG（1ビット）– 緊急ポインタ・フィールドが有効  ACK（1ビット）– 確認応答番号フィールドが有効  PSH（1ビット）– プッシュ機能  RST（1ビット）– コネクションを強制終了する  SYN（1ビット）– 通信開始  FIN（1ビット）– 送信終了



HLEN: ヘッダ長



Reserved: 将来のための拡張用



WINDOW: 同時送信セグメント数



CHECKSUM: エラーチェック用



Urgent Pointer: 緊急処理データの場所



Option: 拡張情報のため

HLEN Reserved

FLAG

TCP Destination Port

SEQ

CHECKSUM

Urgent Pointer

ACK

WINDOW

TCP Source Port

Option

1

5

13

17

32 TCPデータ

ヘッダ

(36)

TCPデータ送信



TCPのデータ送信



データを送信する



TCPデータ受信ホストがACK (Acknowledge):

確認応答

メッセージを送る



TCPデータ送信ホストACKを受信する



しばらく待って受信しなければデータが届かなかったとみなし、データ再送



ACK受信までの時間をRTT (Round Trip Time)と呼ぶ

DATA

ACK

(DATA)

RTT

受信側からも送りたいデー

タがあるときはACKとまと

めてデータを送ってもよい。

TCPデータ送信

ACKの返信

アプリケーションアプリケーション

データ送信側

_{データ受信側}

データ送信側

データ受信側

37

(37)

(38)

TCPのセッション確立（接続）



3-Way Handshake



SYN: 接続要求の送信



SYN/ACK: 確認と要求の送信



ACK: 確認の送信

SYN

SYN/ACK

ACK

client

server

接続したい

接続OK 接続

39

(39)

TCPのセッション切断



「FIN」の送信



「Finish」の意味



FINで切断要求、

ACK受信で切断



双方向で切断

FIN

ACK

FIN

ACK

切断したい

切断

_{切断したい} 切断

Client/Server

(40)

SYN FLOOD攻撃(DoS攻撃の１つ)



サーバーはSYNを受け取ると、

SYN/ACKを返すとともに、そのク

ライアントの通信のためのメモリな

どを確保し、クライアントからの

ACKを待ち続ける。



ACKが来ずにSYNばかり受信する

と、サーバーはメモリを使い果たし

動かなくなってしまう。

攻撃Client

被害server

SYN

(差出IPアドレス偽装)

SYN/ACK

ACK待ち

SYN

SYN/ACK

ACK待ち

SYN

SYN/ACK

ACK待ち

SYN

SYN/ACK

ACK待ち

41

(41)

(42)

TCPデータ送受信



ACK返信



ACK (Acknowledge):

確認応答

メッセージ



TCP受信ホストがパケット受信を報告



ひとつのパケット受信につきひとつのACK返信



TCP制御のための手段として用いられる

TCPデータ送信

ACKの返信

アプリケーションアプリケーション 2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2

43

(43)

TCP再送制御



TCPの再送制御



ACKを利用する



ACKを受信できないと再送



RTT: Round Trip Time,

往復時間の意味

DATA

ACK

RTT

(44)

TCPのデータ送信と再送制御(1)



TCPのデータ送信



送りたいデータを分割して

IPパケットに入れて送信



一つのIPパケットには約

1500バイトしか入らない



ACKで受信を確認

A

B

C

D

DATA

ACK

データ送信側

データ受信側

DATA

ACK

DATA

ACK

A

B

C

送りたいデータ

45

(45)

TCPのデータ送信と再送制御(2)



TCPの再送制御



しばらく待って、ACKを

受信できないと再送



ACKの通信エラーの時

は同じデータが２つ届く

ことがある

A

B

C

D

送りたいデータ

DATA

ACK

データ送信側

データ受信側

DATA

A

B

DATA

_B

ACK

DATA

_B

DATA

_B

ACK

(46)

(47)

TCPデータ送信量の自動調整



TCPにおけるデータ送信量の自動調整



ウィンドウサイズ（＝ACKを確認せず送れるパケット数）の調整



相手のバッファに余裕があり、途中のネットワークが空いている場合はウィンド

ウサイズを上げる



相手のバッファに余裕がなかったり、通信が輻輳している場合はウィンドウサイ

ズを下げる



輻輳：通信リンクが混雑していること

DATA

ACK

DATA

ACK

DATA

ACK

DATA

ACK

ウィンドウサイズ小

ウィンドウサイズ中

ウィンドウサイズ大

(48)

流量制御



受信側の機器が処理しきれない多量のデータを送ると、受

信側の機器がデータを取りこぼす。



ACKを待たずにどのくらいのデータを送ってよいかを受信側

から送信側に知らせる⇒HeaderのなかのWINDOWフィー

ルド

HLEN Reserved

FLAG

TCP Destination Port

SEQ

CHECKSUM

Urgent Pointer

ACK

WINDOW

TCP Source Port

Option

1

5

13

17

32 TCPデータ

ヘッダ

49

(49)

輻輳制御とは



受信側の機器が処理できるからと言ってどんどんデータを送

ると、途中のネットワークが混雑（輻輳）してエラーが起きる



送信側の機器が送信を減らさないと混雑で通信できない

host

router

host

router

host

混雑

(50)

送信時のウィンドウサイズの調整



ACKが返ってくる⇒送信パケットは送信先に届いている



ホスト間の経路上の帯域には余裕がある



そこで、ウィンドウサイズを増加（受信側から指定された上限まで）



ACKが返ってこない⇒送信パケットは送信先に届いていない（輻輳発生）



経路上の帯域には余裕がない（だろうと推測）



ウィンドウサイズを減少させる



ウィンドウサイズは結果的に途中の回線利用可能帯域に合わせて調節される

DATA

ACK

スループットTの計算:

T [bps] = RWIN [bytes] /RTT [ms] * 8 * 1000

RWIN: ウィンドウサイズ

RTT: ラウンドトリップタイム

RTT

RWIN

51

(51)

(52)

IPv4アドレスの枯渇とプライベートアドレス



IPv4アドレスの枯渇



全ての機器に割り当てるだけのアドレスはない



グローバルアドレス



インターネット内で一意のアドレス＝ICANNから割り当て



Webサーバなど外部からアクセスが必要な場合に使用



プライベートアドレス



隔離ネットワーク内のみで利用可能なアドレス

＝ICANNから割り当ててもらわなくても使ってもよいアドレス



10.0.0.0/8 クラスA



10.0.0.0-10.255.255.255, 16,777,216個のアドレス



172.16.0.0/16～ 172.31.0.0/16 クラスB*16個



172.16.0.0-172.31.255.255, 1,048,576個



192.168.0.0/24～192.168.255.0/24 クラスC*255個



192.168.0.0-192.168.255.255, 65,536個

53

(53)

NAT(Network Address Translation)



NATとは



Network Address Translation



ネットワークアドレス変換装置

という意味



例：家庭用ホームルータなど



NATの機能



プライベートアドレスをグロー

バルアドレスに変換



企業内ＬＡＮや家庭内LANとイ

ンターネットをつなげる

プライベート

ネットワーク

インターネット

プライベートアドレ

スは使えない

ホスト

192.168.0.11:X

ホスト

163.221.52.80:80

NAT

ルータ

114.48.7.249

プライベート

アドレスの

ネットワーク

192.168.0.1

(54)

NAT:IPアドレスとポート番号の変換

2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2 プライベート

ネットワーク

インターネット

送信元 192.168.0.11:X 送信先 163.221.52.80:80

ホスト

192.168.0.11:X

ホスト

163.221.52.80:80

NAT

ルータ

送信元 114.48.7.249:Y 送信先 163.221.52.80:80 114.48.7.249 送信元 163.221.52.80:80 送信先 192.168.0.11:X 送信元 163.221.52.80:80 送信先 114.48.7.249:Y 192.168.0.11:X <-> 114.48.7.249:Y

① 通信送信

② 返信受信

55

(55)

(56)

World Wide Web



WWW



HyperText共有基盤



文書間のリンク構造



ホームページ



自由に作成・安価



世界中に公開



多彩な表現力



双方向性

2016/6/29 セキュリティのキャリアを目指すーネットワーク基礎 2016#2 神戸情報大学院大学 WWWページ http://www.kic.ac.jp/

57

(57)

WWWイメージ



WWW構成要素



URI(URL): Webページの場所を記す記法



HTTP: Webページを転送する通信手順



HTML: Webページを記述する言語

インターネット

③ index.htmlファイルの送信

ブラウザ（Webクライアント）

Webサーバ

shima.kic.ac.jp

GET /index.html HTTP/1.1

http://shima.kic.ac.jp/index.html

<HTML> <TITLE>Shima-lab</TITLE> <BODY> <H1> Name </H1> <P>Hisato Shima</P> <H2> Introduction </H2> <P> Hello! I am a professor at <A HREF="http://www.kic.ac.jp/"> KIC</A>. </P> </BODY> </HTML>

① HTTPリクエスト: index.htmlファイルを送れ

② index.htmlファイルの取出

④ index.htmlファイルの表示

⓪ shima.kic.ac.jpのIPアドレスを調べる

URL

(58)

Web Pageへのアクセス

キーワード

検索サービス

URL

ショートカット

お気に入り

他のページか

らのリンク

IPアドレス

DNS

59

(59)

URI (Uniform Resource Identifier)



HTML文書などの場所を表す表記法



URL（Uniform Resource Locator）とも呼ばれる



Uniform(一定の形の) Resource (資源、供給源) Locator(場所を示すもの)



Webページを表現する場合はURL



その他一般的な表現がURI (Uniform Resource Identifier)



アクセス手段 + 資源場所



RFC 3986: Uniform Resource Identifier (URI): Generic Syntax

http://study.kic.ac.jp/moodle/jp/log

アクセス手段スキーム部

資源場所

リソース部ホスト名 _パス名

(60)

ホスト名とIPアドレス



ホスト名はIPアドレスに変換しないと通信できない



２つ以上のホスト名が同じIPアドレスを持つこともある。



(１つサーバーが２つのホスト名を持っている)

study.kic.ac.jp

210.146.64.133 www.kic.ac.jp

153.127.229.226 kic.ac.jp

shima.kic.ac.jp

61

(61)

(62)

名前の問い合わせ機構(DNS)



DNSへ「名前」を問い合わせする



DNSは名前管理データベース



ホスト名やドメイン名が「名前」



DNSの機能



ホスト名とそのIPアドレスを登録、管理する



世界中の多くのコンピューターからの問い合わせに答える

DNS

ホスト名

ホスト名と

IPアドレスの組

DNSへ問い合わせ

DNSへ登録

IPアドレス

63

(63)

DNS問い合わせ



「名前解決」には他のDNSと協調動作



クライアントは指定のネームサーバへ問い合わせ（ローカルネーム

サーバ、キャッシュネームサーバ）



キャッシュネームサーバは他のDNSへ問い合わせ

DNSキャッシュ

サーバー

DNSコンテンツ

サーバー

ホスト名

IPアドレス

DNSへの

問い合わせ

DNSクライアント

ホスト名と

IPアドレスの組

ホスト名と

IPアドレスの組

ホスト名と

IPアドレスの組

DNSへの

登録

(64)

(65)

WWWイメージ



WWW構成要素



URI(URL): Webページの場所を記す記法



HTTP: Webページを転送する通信手順



HTML: Webページを記述する言語

インターネット

③ index.htmlファイルの送信

Webサーバ

shima.kic.ac.jp

GET /index.html HTTP/1.1

http://shima.kic.ac.jp/index.html

<HTML> <TITLE>Shima-lab</TITLE> <BODY> <H1> Name </H1> <P>Hisato Shima</P> <H2> Introduction </H2> <P> Hello! I am a professor at <A HREF="http://www.kic.ac.jp/"> KIC</A>. </P> </BODY> </HTML>

① HTTPリクエスト: index.htmlファイルを送れ

② index.htmlファイルの取出

④ index.htmlファイルの表示

⓪ shima.kic.ac.jpのIPアドレスを調べる

URL

(66)

HTTP



Webサーバとブラウザ間での通信プロトコル



HyperText Transfer Protocol



HTML文書やその他のファイル伝送に利用



ファイル名を指定して取り出す



TCPを用いた通信（80番ポートがよく利用される）



通信形態



クライアントサーバ型



リクエストレスポンス型



RFC 2616: Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1

2016/6/29

(67)

HTTPリクエスト



リクエストメッセージ



クライアントからサーバへデータを要求



「GET」命令とアクセスヘッダ（任意の補助情報）

GET /index.html HTTP/1.1⏎

Host: shima.kic.ac.jp⏎

⏎

http://shima.kic.ac.jp/index.html へアクセスした場合(一番簡単な場合)

リクエストメッセージ

リクエストヘッダ

(68)

HTTPレスポンス



サーバからクライアントへデータを返信



レスポンスヘッダとデータそのもの



レスポンスコード: 200番台成功、400番台失敗

HTTP/1.1 200 OK ⏎

Date: Sun, 07 Sep 2014 08:09:16 GMT ⏎

Server: Apache/2.2.22 (Ubuntu) ⏎

Last-Modified: Sun, 10 Nov 2013 12:48:27 GMT ⏎

Content-Length: 1928 ⏎

Content-Type: text/html ⏎

⏎

<!DOCTYPE html > ⏎

⏎

<head> ⏎

<title>嶋研究室 / Hisato Shima Laboratory</title> ⏎

</head> ⏎

(中略)

</ html > ⏎

レスポンスメッセージ（レスポンスコード）

レスポンスヘッダ

(一部省略)

レスポンスデータ

(一部省略)

69

(69)

HTML



HyperText Markup Language



WWWの文書記述記法



タグと呼ばれる命令文



「＜」「＞」で囲まれた命令文



「＜（開始タグ）＞」「＜／（終了タグ）＞」

<!DOCTYPE html > <head>

<link rel="stylesheet" href="base.css" type="text/css">

<title>嶋研究室 / Hisato Shima Laboratory</title> </head>

<body> ：（中略）

</body>

(70)

今までのものがどう組み合わさって動くのか

2016/6/29

(71)

ブラウザでホームページにアクセス

http://shima.kic.ac.jp/index.html

(72)

ホスト名をIPアドレスに変換(DNS)

http://shima.kic.ac.jp/index.html

DNS

サーバ

ホスト名: shima.kic.ac.jp

IPアドレス:210.146.64.133

ホスト名

73

(73)

Webサーバにアクセス：TCP接続

host

router

host

router

_router

host

router

host

ブラウザ(ポートX) （Webクライアント） …

SYN: ポート80

SYN/ACK: ポートX

ACK: ポート80

80番ポート

Webサーバ

210.146.64.133

(74)

Webサーバにアクセス：HTTP

host

router

host

router

_router

host

router

host

ブラウザ(ポートX) （Webクライアント） …

GET /index.html HTTP/1.1

HTTP/1.1 200 OK …….

80番ポート

Webサーバ

210.146.64.133 ……….

データが大き

い時は分割

75

(75)

ブラウザが受け取ったデータを表示

(76)

(77)

IPv6アドレスの構造

(Global Unicast Address)



ネットワーク識別部分は６４ビット



固定長の構造（サブネットマスクはない）



ホスト(インターフェース)識別部分は64ビット



インターフェイスIDと呼ばれている

001 (3bit)

グローバルルーティング

プレフィックス

インターフェイスID (64bit)

サブネットID

ネットワーク識別

_{ホスト(インターフェース)識別}

(ISPが割り当てる部分) (組織内での割当)

IPv6

128bit

(合計61bit)

IPv4

32bit

ネットワーク部

(多くの場合24bit)

_{(多くの場合8bit)}

ホスト部

(78)

(79)

来週の授業について



ハンズオンで行うため、遠隔講義は行わずに、兵庫県立大

学の教室のみで行うことを検討中です。



その場合、全員来週は兵庫県立大学の教室に来ていただく

(80)

Wireshark



来週の授業でパケットをキャプチャするソフトウェア

WireSharkを利用します



いてください。(本家サイトにはMac OS用もあります。)



窓の杜



http://forest.watch.impress.co.jp/library/software/wireshark/



本家サイト



https://www.wireshark.org/#download

81

Information Security

インターネットの構造



全てはルータがつなぐセグメント （ネットワーク）



ルータ経由で全ホスト間が通信可能

host

host

host

host

router

host

router

router

host

router

host

host

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

宅配便のネットワーク



営業所、コンビニ＝

ルーター (Router)：

Route(経路)を決める人



最終目的地をもとに、次の目的地を決め、荷物の積み替えをする



トラック、飛行機＝

リンク



次の目的に荷物を届ける

host

host

host

host

router

host

router

router

host

router

host

host

host

（ネットワーク）セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

（ネットワーク）

セグメント

コンビニ

営業所

空港

ネットワークセグメント

：

１つのリンクがカバーする範囲

4

インターネットプロトコル



リンク層：ネットワークセグメント内の通信



MACアドレスを使う



ネットワーク層：グローバルな通信



グローバルなアドレス（IPアドレス）を使う



ルーターが複数のネットワークセグメントをつなげ、目的地まで届ける

host

host

host

host

全てはルータがつなぐセグメント（ネットワーク）

_router

_router

_router

_router