アマチュア無線のデジタル通信

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アマチュア無線のための

インターネット通信の基礎

JR1OFP

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１．インターネットとは

AT&T OCN AOL KDDI _Yahoo 世界中のISPのネットワークが相互接続された巨大なネットワークのこと。

（ISP： Internet Service Provider

AT&T , AOL, OCN, KDDIなど）

家庭や企業は何処かのISPに接続 することで、インターネットに接続で きる。

ティアワン プロバイダー

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２．

_{IPパケット通信}

ネットワーク#1 ネットワーク#2 ネットワーク#3 ネットワーク#4 ルータルータルータヘッダーデータ IPパケット１．送りたいデータは「IPパケット」と呼ばれる小包にしてネットワークに送り込む。 ２．IPパケットには、「ヘッダー」と呼ばれる荷札が付いている。 この中には、「宛先IPアドレス」、「送信元IPアドレス」等の情報が入っている。 ３．ネットワークとネットワークを接続するルータは、この宛先IPアドレスを見て次にどの ネットワークに送るかを判断して、IPパケットを中継し、目的の装置（ＰＣやサーバ） まで届けられる。 ４．通常IPパケットの大きさは最大1,500バイトで、それより大きなデータは複数の ＩＰパケットに分割して、運ばれる。 ﾙｰﾃｨﾝｸﾞﾃｰﾌﾞﾙﾙｰﾃｨﾝｸﾞﾃｰﾌﾞﾙﾙｰﾃｨﾝｸﾞﾃｰﾌﾞﾙ

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３．ＩＰパケットの構造

NI ﾍｯﾀﾞｰＩＰヘッダートランスポートヘッダー AP _{ﾍｯﾀﾞｰ}

データ

ヘッダー

１．ＮＩヘッダー：ネットワーク・インターフェースヘッダー 一つのネットワーク内通信に使われる。 宛先MACアドレス、 送信元MACアドレス等の情報が入っている。 ２．IPヘッダー：インターネットプロトコルヘッダー 複数のネットワークを経由したEnd to End通信に使われる。 宛先IPアドレス、送信元IPアドレス 等の情報が入っている。 ３．トランスポートヘッダー 装置（PC、サーバ)内で、目的のアプリケーション (プログラム)にパケットを届ける。 宛先ポート番号、送信元ポート番号 等の情報が入っている。 ４．APヘッダー：アプリケーションヘッダー アプリケーション間通信に必要な情報が入っている。

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４．

_{IPアドレス（１）}

1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

例：192.168.0.5 / 24

192 168 0 5 0 31 ネットワークアドレス部ホストアドレス部 1. IPアドレスは32bitで、8bitずつピリオドで区切って10進数で表記する。 2. 「/24」はネットワークアドレス部が 24bitであること示す。 通常は、ネットワークアドレス部24bit、ホストアドレス部 8bitで使われている。 3. ネットワークアドレス部は、ネットワークの存在する住所を表す。 ホストアドレス部は、ネットワーク内のホスト(PC,ｻｰﾊﾞ)の番号を表す。

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５．

_{IPアドレス（２）}

＜ＩＰアドレスの種類＞

1. グローバルIPアドレス

インターネットで使われるIPアドレスで、世界中でユニークな番号が、ＰＣやサーバ に割り当てられる。

2. プライベートIPアドレス

家庭内や企業内、組織内の閉じたネットワークでのみ有効なIPアドレス 一般家庭では、 192.168.xxx.xxx のＩＰアドレスが多く使われている。 プライベートIPアドレスは、インターネットでは使えない。

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６．

_{MACアドレスとポート番号}

ベンダーコード

シリアル番号

0 23 24 47

1. MACアドレス（例： 44-37-E6-46-63-B5）

MACアドレスは各装置のネットワーク接続部に書き込まれている48bitの番号で、 世界中でユニークな番号が工場出荷時に書き込まれる。 1つのネットワーク内通信で、宛先 / 送信元を識別する番号として使われる。

2. ポート番号（例： HTTP=80）

0 15 装置（PC、サーバー)内には複数のプログラムが動いており、ネットワーク通信を 行う各プログラムにポート番号が割り当てられる。装置が受信したIPパケットを どのプログラムに渡すかを判断するためにポート番号が使われる。 代表的なプログラムには、固定のポート番号が割り当てられている。 Ｗｅｂｻｰﾊﾞｰ：HTTP = 80 、メール送信：SMTP = 25 、メール受信：POP3 = 110 （ 0 ~ 65535 ）

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７．家庭からのインターネット接続

ISP BB ルータ LANｹｰﾌﾞﾙ LANｹｰﾌﾞﾙ ONU/ADSL /CATV モデム _{光ファイバー} 電話回線ｹｰﾌﾞﾙﾃﾚﾋﾞ LAN ｹｰﾌﾞﾙ無線LAN 家庭内LAN インターネット：プライベートIPアドレスが設定される。：グローバルIPアドレスが設定される。

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８．ネットワークアドレス変換

_（NAT）

家庭内ネットワーク（プライベートIPアドレス）インターネット（グローバルIPアドレス） PC 192.168.0.10 Webサーバー 123.4.5.6 BBルータ IPﾊﾟｹｯﾄ _{IPﾊﾟｹｯﾄ} 宛先IP: 123.4.5.6 送信元IP: 192.168.0.10 111.1.1.1 宛先IP: 123.4.5.6 送信元IP: 111.1.1.1 家庭内のPC(プライベートIP)からインターネットアクセスするには？ BBﾙｰﾀでﾌﾟﾗｲﾍﾞｰﾄIPとｸﾞﾛｰﾊﾞﾙＩＰを相互変換する。 192.168.0.1 IPﾊﾟｹｯﾄ IPﾊﾟｹｯﾄ宛先IP: 192.168.0.10 送信元IP: 123.4.5.6 宛先IP: 111.1.1.1 送信元IP: 123.4.5.6

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９．ネットワークアドレスポート変換

_（NAPT）

PC#1 192.168.0.10 (PORT:40000) Webサーバー 123.4.5.6 (PORT:80) BBルータ家庭内に複数のPCがあるとNAT機能ではアドレス変換ができない。そこで、通常は複数PCに対応できるNAPT機能が使われている。 PC#2 192.168.0.20 (PORT:50000) 宛先IP:123.4.5.6 宛先PORT: 80 送信元IP:192.168.0.10 送信元PORT: 40000 宛先IP:123.4.5.6 宛先PORT: 80 送信元IP:192.168.0.20 送信元PORT: 50000 宛先IP:192.168.0.10 宛先PORT: 40000 送信元IP:123.4.5.6 送信元PORT: 80 宛先IP:192.168.0.20 宛先PORT: 50000 送信元IP:123.4.5.6 送信元PORT: 80 宛先IP:123.4.5.6 宛先PORT: 80 送信元IP:111.1.1 送信元PORT: 40000 宛先IP:123.4.5.6 宛先PORT: 80 送信元IP:111.1.1 送信元PORT: 50000 宛先IP:111.1.1 宛先PORT: 40000 送信元IP:123.4.5.6 送信元PORT: 80 宛先IP:111.1.1 宛先PORT: 50000 送信元IP:123.4.5.6 送信元PORT: 80 (192.168.0.1) (111.1.1) (変換表） (PORT) (IP) 40000 =>192.168.0.10 50000 =>192.168.0.20 ・・・ (家庭内ネットワーク）（インターネット）パケット送信を行うと BBルータ内に一時的 に変換表が作られる。

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１０．ポート開放とは（１）

NAPT機能があるので、家庭内のPC（プライベートIP)から、外部(グローバルIP)の装置(PC,サーバー)には、パケットを送信し、応答パケットを受信することができます。しかし、いきなり外部（グローバルIP)の装置から家庭内のPC（プライベートIP)にIP パケットを送信することはできません。家庭内PC 192.168.0.10 外部PC 123.4.5.6 BBルータ 111.1.1.1 192.168.0.1 宛先IP：123.4.5.6 _OK 宛先IP：192.168.0.10 NG （インターネット） （インターネット内では、グローバルIPしか指定できない） 家庭内LAN （プライベートIP）

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１１．ポート開放とは（２）

外部（グローバルIP)の装置から家庭内のPC（プライベートIP)にパケットを送信できる様にする機能が、ポート開放です。この機能を使うと、家庭内に各種サーバーを立ち上げ、外から使うことができます。家庭内PC 192.168.0.10 （ポート:2461) 外部PC 123.4.5.6 BBルータ 111.1.1.1 192.168.0.1 宛先IP：111.1.1.1 宛先ポート：2461 （インターネット） (ポート開放表） (PORT) (IP) 2461 =>192.168.0.10 ・・・宛先IP：192.168.0.10 宛先ポート：2461

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１２．ポート開放設定の例

BBルータ 111.1.1.1 192.168.0.1 （インターネット） IP: 192.168.0.121 TCPﾎﾟｰﾄ: 20021 UDPﾎﾟｰﾄ: 2461 IP: 192.168.0.110 UDPﾎﾟｰﾄ: 40000 AMBEサーバー ID-51P ﾀｰﾐﾅﾙﾓｰﾄﾞ AMBEサーバー用ポート開放 ID-51P ﾀｰﾐﾅﾙﾓｰﾄﾞ用ポート開放 宛先IP:111.1.1.1 宛先PORT: 40000

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１３．

_{TCP と UDP （参考）}

インターネットを使った通信(TCP/IP)には、 TCP通信と UDP通信がある。これはトランスポート層の機能で、アプリケーション毎にどちらの通信方法を使うか決めることになっている。 TCP通信 : 送信パケットに番号を付け、受信側でパケットエラーやパケット抜けを検出した場合、パケットの再送を行うことで、信頼性が高い通信ができる。パケット再送を行うので、音声や映像等のリアルタイム通信には使えない。 UDP通信：パケットの送達確認は行わない、シンプルな通信方法なので信頼性は低い。音声や映像等のリアルタイム通信に使われる。

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１４．

_{MACアドレスの使い方（参考）}

(1) MACアドレスはネットワーク内の通信に使われる。 (2) PCやルータは、宛先MACアドレスが自分宛の時にパケットを受信する。 (3) 従ってネットワーク内通信では、送りたい装置のIPアドレスからその装置のMACアドレスを求めて、宛先MACアドレスに設定してネットワーク内にパケットを送信する。 PC#1 IPｱﾄﾞﾚｽ： 192.168.1.1 MACｱﾄﾞﾚｽ： PC1 PC#2 IPｱﾄﾞﾚｽ： 192.168.1.2 MACｱﾄﾞﾚｽ： PC2 宛先IP 192.168.1.2 宛先MAC PC2

対応付けが必要

(ARP処理で求める）宛先IP：123.4.5.6 宛先MAC： PC2

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１５．ＩＰパケットデータの例

_（参考）

宛先ポート番号（AMBEサーバー） 送信元ポート番号（BlueDV for Windows）

宛先ＩＰアドレス（AMBEサーバー） 送信元ＩＰアドレス（PC） 送信元MACアドレス（PC） _{宛先MACアドレス（ＡＭＢＥサーバー）} ヘッダー