IP Network Skill

• 最新号：2008-09-29
• 発行周期：週刊
• 読んでる人：1742人
• 創刊日：2001-04-30
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[ IP Network Skill - No. 0210 - ] IPフラグメント詳説

‥‥……━━━━━━ IP Network Skill No. 00000210 ━━━━━━……‥‥

　　　　　〜IPパケットのフィールド紹介（IPフラグメント詳説）〜

‥‥……━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━……‥‥

　【まえがき】

　◆　外付けポータブルハードディスク

　パソコンの性能が上がるに連れて、必要となるハードディスクの容量も
　増えてきました。

　記憶メディアの容量もフロッピーディスクからCD、CDからDVDとどんどん
　増えてきました。誰かにデータを渡す目的で記憶メディアを使うのは良い
　のですが、メディアはいつもどんどん溜まってしまい、片付けるのに苦労
　します。

　そんなときに良いのが外付けハードディスクです。

　今はノートパソコン用の2.5インチハードディスクで80GBというものが
　あります。DVDに換算して約18枚、CDに換算すると125枚分のデータ量が
　記憶できます。

　3.5インチのHDDだと300GBというものがあるのですが、ここで2.5インチ
　を紹介しているのはそのコンパクトさです。

　2.5インチのハードディスクをバルク（単品）で買って、USB接続キット
　に接続するだけで80GBのフラッシュメモリのようなものができます。
　トータルで１万円台ででき、同じOSであれば大量のデータを簡単にやりと
　りできます。またモバイルでも使えます。

http://xai.nu/ipnet/etc/pc/hdd1.html

　USB接続キットはいろいろな種類があります。
　USBバスパワー対応なのでACアダプタも不要で、PCのUSBポートにつなげる
　だけで非常に簡単です。

http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/B0006U310K/ipnetworkskil-22　
　


　（あとがきに続く）

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　ネ┃ッ┃ト┃ワ┃ー┃ク┃の┃基┃礎┃講┃座┃（43）
　━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛

　この企画は処女作「TCP/IPネットワークステップアップラーニング」
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4774116351/ipnetworkskil-22
　を基に構成変更、加筆、修正、省略。。。いろいろ手を加えたものです。


　【７．IP】

　７．３．IPを流れるデータ

    0                   1                   2                   3   
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                       Source Address                          |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Destination Address                        |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                    Options                    |    Padding    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

　　図７．３．２．IPヘッダ



　７．３．３．フラグメントパケット
 
　これまでIPヘッダのフィールドを見てきて、トータル長の制限により65535バ
　イト(65kバイト)までのデータが１つのIPパケットによって扱える、と学びま
　した。

　しかしほとんどの場合、IPパケットの長さは65kバイトよりずっと短いです。


　７．３．３．１．　MTUサイズ

　というのも、IPパケットのサイズはデータリンク層のプロトコルで定義された
　MTU（Maximum Transfer Unit）サイズに依存するためです。

　イーサネットの場合、フレームのデータ部には46〜1500バイトの範囲でデータ
　を入れることができます。つまり1500バイトまでのIPパケットであれば、１つ
　のイーサネットフレームとして扱うことができます。

　この場合、イーサネットのMTUサイズは1500バイトです。

　その他の主なMTUサイズを以下に示します。

　PPPoE (フレッツADSL) : 1454バイト
　FDDI : 4352バイト
  ATM : 4470バイト
　ギガビットイーサネット (ジャンボフレーム) : 9000〜16000バイト

　これらの値はほとんどの場合ルータやスイッチで手動設定可能です。


　７．３．３．２．フラグメント

　イーサネットへデータを送出しようとするとき、受け取ったIPパケットのサイ
　ズが2000バイトだったらどうなるでしょうか？

　IPパケットのサイズがMTUを超えているような場合、MTUの長さ以下の長さにデ
　ータを分割します。

　分割した各データにはIPヘッダが付与されます。

　つまり1500バイトのMTUサイズに対して、2000バイト（20バイトのIPヘッダ＋
　1980バイトのペイロード）のIPパケットが来た場合、1500バイトのIPパケット
　（20バイトのIPヘッダ＋1480バイトのペイロード）と520バイトのIPパケット
　（20バイトのIPヘッダ＋500バイトのペイロード）の２つのパケットに分割され
　ます。

　分割したデータの順序はIPヘッダ内のフラグフィールドとフラグメントオフセ
　ットフィールドに設定され、受信側に通知されます。


　７．３．３．３．フラグメントのルール

　フラグメントされるパケットのペイロード長は８の倍数となるようにします。
　これはIPヘッダのフィールドでも紹介したように、フラグメントオフセットに
　入る値が８バイト単位で表現されるためです。

　上の1480バイトペイロードの例では1480÷8=185で割り切れます。
　この場合フラグメントオフセットには185という値が入ります。
　ちなみにフラグメントの最終パケットに関しては８で割り切れる必要はありま
　せん。

　次に「Flags」フィールド内のMF (more fragment) ビットをON (1) にします。
　フラグメントの最終パケットは、MFビットをOFF (0) にします。


　７．３．３．４．リアセンブリのルール

　フラグメント化されたIPデータグラムを元の形に戻す処理を「フラグメントの再
　構成」や「Reassembly（リアセンブリ）」と呼びます。

　リアセンブリを行うのはIPパケットの宛先となる端末で、リアセンブリをした後
　に上位層へデータを渡します。

　宛先端末では、以下の情報を基にフラグメントパケットをリアセンブリします。 
　1. データグラム識別子（Identification）
　2. 送信元アドレス（Source Address）
　3. 宛先アドレス（Destination Address）
　4. プロトコル（Protocol）
　5. フラグメントオフセット（Fragment Offset）
　6. Flagsフィールド

　1.〜4.は元のIPパケットが同一であるかどうかをチェックするのに使います。
　5.と6.は順序を制御するのに使います。

　5.によって元のIPパケットのどの位置にあるかが分かり、6.のMFビットを見るこ
　とで最終フラグメントパケットかどうかを見ます。


　７．３．３．５．フラグメントで注意すること

　経路途中のルータで、たとえばATMからの受信データをイーサネットへ送信、とい
　うようにMTUサイズが変わる場合、IPフラグメントがおきてしまいます。

　通常のパケットであればよいのですが、IPSecで暗号化されたパケットの場合、
　経路途中のルータによって暗号化パケットが操作されてしまい、受信側で正しく
　復号化できなくなってしまいます。

　そのためIPSecを行う場合は経路全体のMTUサイズを意識する必要があります。

　（Path MTU Discoveryを使えば経路全体のMTUサイズを自動的に識別することがで
　きます。）

　また、以前は同一内容のフラグメント化されたパケットを大量に送信されてCPU
　負荷を上昇させるという攻撃もありました。


╋━━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━━━━━━━━━━……‥‥
　　　┃本┃日┃の┃試┃験┃対┃策┃問┃題┃　
╋━━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━━━━━━━━━━……‥‥

　〔問題１〕フラグメントされたIPパケットを再構築するときに利用されない
　　　　　フィールドはどれか。

　　　　１．Identification
　　　　２．Fragment Offset
　　　　３．Protocol
　　　　４．Header Checksum


━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　解┃答┃と┃解┃説┃
　━┛━┛━┛━┛━┛

　《本日の試験対策問題》
　　（解答１）４
　　　　
　　（解説１）
　　　ヘッダチェックサムはパケットの再構築後にチェックされます。
　　　再構築（リアセンブリ）するときはIdentification、送信元／宛先アドレ
　　　ス、プロトコル、Flags、フラグメントオフセットの各フィールドを使って
　　　行われます。

　　　
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

◆◆◆◆◆◆　┃ あとがき ┃　◆◆◆◆◆◆

　（まえがきから続く）

　外付けハードディスクはバルクで作成せずに、商品としてUSB接続できる
　ものも売られています。（ちょっと高いですが。）

　バルクで作成した場合、USB接続キットにハードディスクを繋ぎ、
　Windowsのコントロールパネルからハードディスクの初期化を行い
　ます。

　80GBの場合１時間半くらいフォーマットにかかりました。

　接続キットが１つあれば、複数のハードディスクを取り替えることも
　可能ですし、PCにUSBポートがたくさんあれば複数のUSB接続キットを
　使ってハードディスクの容量をどんどん増やしていくことも可能です。

　最近ではテレビが視聴できるパソコンもあり、動画を録画保存するの
　に大量のハードディスクが必要になると思います。ハードディスクで
　あればデータの加工も簡単ですし、無駄なくデータを記録させること
　ができます。

  adzuki

………………………………………………………　　　　　　　　　　 
　IP Network Skill vol.000210　5/06/05
　発行者：adzuki　http://www.xai.nu/ipnet  
……………………………… ipnet5@xai.nu ……　　　　　　　　　　 

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