７．ＴＣＰとＵＤＰ（ＴＣＰ／ＩＰ）
7-1.トランスポート層の機能．
1. アプリケーションからのデータをゼグメント化する． 2. プロセス間通信を実現する．
3. 信頼性の高い通信をサポート（応答確認，フロー制御，シーケンス制御）
7-2.ＴＣＰ（Transmission Control Protocol
） 接続を維持する．電話のようなもの（相手とのやり取りがある）． 信頼性が高い．ただし，複雑で重い． 高信頼性通信を実現するための機能. 1. 確認応答によるセグメントの再送処理 2. ウィンドウサイズによるフロー制御 3. シーケンス制御 4. エラー検査 7-2-1. プロセス間通信 ポート番号（後述）を使用したプロセス間通信．
３方向ハンドシェイク（SYN, ACK+SYN, ACK）による通信の開始．
接続時の通信
初期シーケンス番号，Maximum Segment Size，初期ウィンドウサイズが通知される． ① SYN ③ ACK ② SYN + ACK 接続（クライアント）側 SYN_SENT LISTEN CLOSE ESTABLISHED ESTABLISHED SYN_RCVD PiggyBack 被接続（サーバ）側
① FIN ② ACK FIN_WAIT_1 TIME_WAIT ESTABLISHED ESTABLISHED 切断側 アクティブクローズ アクティブクローズ FIN_WAIT_1 CLOSING CLOSING TIME_WAIT CLOSE CLOSE ① FIN ② ACK 切断側 切断時の通信２ 2MSL 2MSL ① FIN ④ ACK ③ FIN 切断側 切断時の通信１ 被切断側 ② ACK FIN_WAIT_1 FIN_WAIT_2 TIME_WAIT アクティブクローズ パッシブクローズ ESTABLISHED ESTABLISHED CLOSE CLOSE LAST_ACK CLOSE_WAIT ⑤ FIN ⑥ ACK 残Data の送信 ハーフクローズ状態 残Dataに対するACK 残Data 切断処理 2MSL
7-2-2. 高信頼性通信 確認応答 送信側 受信側 データ①を送信 データ①のチェ ックサムが合わ ない場合，データ ①の再送要求 デ ー タ ① を 再 送 データ①のACK， データ②の要求 送信側 受信側 データ①を送信 データ①のACK， データ②の要求 データ②を再送信
×
再 送 タ イ ム アウト（RTO） データ②を送信 データ②のACK， データ③の要求 フロー制御（ウィンドウサイズ），シーケンス制御，エラー検査（破棄と再送要求） セグメントを１個づつ送っていたのでは効率が悪い→セグメントをまとめて送る．まと めて送るサイズがウィンドウサイズ ウィンドウサイズを徐々に増加させ，セグメントがロストしたらウィンドウサイズを一 気に減らす．→ 効率はよくない． 詳細は別資料参照． 送信側 受信側 ①を送信 ②を送信 ③を送信 ④を送信 ⑤を送信 ⑥を送信 ⑦を送信 ⑧を送信 ⑨を送信 ⑩を送信 ①のACK,②の要求 ②のACK,③の要求 ③のACK,④の要求 ④のACK,⑤の要求 ⑤のACK,⑥の要求 ⑤を送信後に，②の ACK（③の要求）を 受信した時点で，⑥ ⑦が送信可能になる ⑥のACK,⑦の要求 ⑦のACK,⑧の要求 ⑧のACK,⑨の要求 ⑨のACK,⑩の要求 ⑩のACK,⑪の要求
7-2-3. TCP セグメントの構造 送信元ポート番号(16) 宛先ポート番号(16) シーケンス番号(32) 応答確認番号(32) ヘッダ長(4) 予約(6) コードビット(6) ウィンドウサイズ(16) TCP チェックサム(16) 緊急ポインタ(16) ヘッダオプション(可変長) アプリケーションデータ（可変長） ( )内は該当データの bit 長． シーケンス番号：転送するデータの順序番号． 応答確認番号：受信側が次に期待するデータの Octet 番号（何 Octet 目から送って欲しいか） ヘッダ長：ヘッダの長さ（4ctet 単位）．ヘッダオプションがない場合は 5(20octet) 予約：将来のための予約領域．0．
コードビット：セグメントのタイプ（SYN, ACK, RST, FIN, URG, PSH など） URG: 緊急データ．PSH: 直にアプリへデータを渡すことを要求． ウィンドウサイズ：一度に受信可能なウィンドウのサイズ（Octet 単位） TCP チェックサム：TCP セグメント全体のチェックサム（計算方法はかなり複雑） 緊急ポインタ：緊急データ(URG)を処理中の場合，緊急データの終わりを表す． ヘッダオプション：セグメントの最大サイズ（MMS）の通知に使用される．最大 40Octet. アプリケーションデータ：アプリケーションが使用するデータ．
7-3.ＵＤＰ（User Datagram Protocol
） 接続を維持しない．手紙のようなもの（一回限りの通信） 信頼性は低い．ベストエフォート（最大努力）型．単純で軽い． DNS, SIP, RTP 7-3-1. プロセス間通信 ポート番号（後述）を使用したプロセス間通信．TCP と同じ． 7-3-2. 低信頼性通信 エラー検査あり．応答確認なし．接続維持なし． 7-3-3. UDP セグメント構造 送信元ポート番号(16) 宛先ポート番号(16) UDP データ長(16) UDP チェックサム(16) アプリケーションデータ(UDP データ：可変長) ( )内は該当データの bit 長． UDP データ長：アプリケーションデータのデータ長(Octet 単位)． UDP チェックサム：UDP セグメント全体のチェックサム（計算方法はかなり複雑） アプリケーションデータ：アプリケーションが使用するデータ．7-4.ポート
プロセス間の通信：ポートを介して行われる． TCP と UDP は違うポートを使用する（TCP と UDP でポート番号が同じでも問題ない） ポートが目的とするサービスに繋がっているという保証はサーバ管理者が行う． サーバはポートを開いて接続を待つ．クライアントはサーバのポート番号を指定 して通信を行う．クライアントのポート番号は通常自動的に付加される． 7-4-1．ポートの種類 1023 番以下 ウェルノンポート ICANN の IANA が管理 http://www.iana.org/assignments/port-numbers /etc/services 1024～49151 番 登録ポート（Registered Port） 各ベンダが IANA に申請
49152～65535 番 ダイナミックポートまたはプライベートポート ダイナミックポート システムが使用するポート（エフェメラルポート） プライベートポート 一般ユーザが使用可能なポート 7-4-2．クライアント・サーバモデル インターネット上のサービス（プロセス）は 「IP アドレス：ポート番号」 の形式で一 意的に指定できる． 例） 202.26.159.139:80 サーバ クライアント サーバのIPアドレスとポート番号 を指定して接続 クライアントのIPアドレスと ポート番号も通知される ポート番号は，通常はシステムが 自動的に付与する サーバポートのポート番号は 明示的に指定される。 ポート プロセス空間 プロセス空間
7-4-2．ウェルノンポート ポート番号 プロトコル 説 明 20 FTP-data ファイル転送用プロセスでのデータの送受信 21 FTP ファイル転送用プロセスのコントロール 22 SSH 暗号化されたリモートシステムへの接続 23 TELNET リモートシステムへの接続 25 SMTP メールサーバ 53 DNS ドメインネームシステム 80 HTTP WWW サーバ 110 POP3 メールの受信 443 HTTPS 暗号化された WWW サーバ 7-4-3 ポートスキャン サーバマシンで稼動しているサーバプロセス（ポート）のチェックを行う行為をポート スキャンと呼び，ポートスキャンを行うプログラムをポートスキャナと呼ぶ。 コマンド telnet IP アドレス ポート番号 で TCP ポートにアクセス可能 例）telnet 202.26.159.139 80
【MS Windows】
MS Windows では，コマンドプロンプトから telnet コマンドを入力する。
ただし，MS Widows の Vista は標準では telnet コマンドを使用できない。Vista で telnet コマンドを使用できるようにするには，コントロールパネルから「プログラム」を選択し， さらに「プログラムと機能」を選択する。コントロールパネルをクラシック表示にしてい る場合は，コントロールパネルから直接「プログラムと機能」のアイコンをクリックする。 「プログラムと機能」が起動したら，タスクの「Windows 機能の有効化または無効化」を クリックし，次に表示された画面で「Telnet クライアント」にチェックを入れ，OK をクリ ックする。 図 7.5.1 に MS Windows の telnet で接続に失敗した例を示す。接続に成功した場合は， 前節にあるように接続エラー以外の何らかの反応が返る（反応の内容はサーバプロセスに よって異なる）。 C:\Users\guest> telnet 192.168.27.7 30 接続中: 192.168.27.7...ホストへ接続できませんでした。 ポート番号 30: 接続に失敗しました 図 7.5.1 MS Windows で telnet が接続に失敗した場合 【Linux/Unix】 Linux/Unix の場合はそのままコンソールから telnet コマンドを起動することができる。 図に Linux での接続失敗の例を示す。接続に成功した場合は，接続エラー以外の何らか の反応が返る。 $ telnet 192.168.27.7 30 Trying 192.168.27.7...
telnet: connect to address 192.168.27.7: Connection refused telnet: Unable to connect to remote host: Connection refused
