IP関連技術２
TCP/IP通信はIPを主に宛先へ届けますが、付帯する技術が必要になります。IPを補助したり拡張したりする仕組みの１つとして、ARPについて取り上げた問題集です。IPアドレスからMACアドレスを取得するために、ARP要求とARP応答が行われます。その概要の問題集です。質問などありましたら、お気軽にどうぞ。
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IP関連技術

目次

IPアドレスとMACアドレスの連携

問題をクリックすると解答が出ます。

ARPの概要

  • 宛先IPアドレスを手掛かりにして、［　（１）］アドレスを取得するプロトコル。

    （答え）（１）MAC

  • 同一ネットワーク内のホスト宛の場合は、宛先ホストの［　（１）］アドレスを得ることになる。

    （答え）（１）MAC

  • ［　（２）］ネットワークのホスト宛の場合は、次ホップ（デフォルトゲートウェイ）のルーターの［　（１）］アドレスを得ることになる。

    （答え）（１）MAC　、　（２）異なる（別の）

  • ARPはIP［　　　　］とセットになっており、IPv6では使われない。

    （答え）v4

  • 宛先IPアドレスに対する［　（１）］アドレスを知らない場合に、ARPによる情報交換が行われる。（知っている場合は行われない。）

    （答え）（１）MAC

  • ARPはホストの［　　　　］（WindowsやLinux等）やルーターの［　　　　］等に実装されている。（※［］内には同じものが入る。）

    （答え）OS

ARPの要求と応答

  1. 送信元ホストからARP［　　　　］がブロードキャスト送信される

    （答え）要求

  2. ブロードキャストなので、［　　　　］のノードのNICが受信する

    （答え）全て

  3. 宛先ホスト以外では、そのパケットを［　　　　］する

    （答え）破棄

  4. 宛先ホストでは、そのパケットを受け取り、送信［　　　　］のMACアドレスを取得しておく。

    （答え）元

  5. 宛先ホストはARP［　　　　］を送信元ホストへ返却する。

    （答え）応答

  6. 送信元でARP応答を受け取り、［　　　　］ホストのMACアドレス得る。

    （答え）宛先

  7. その（ARPで取得した）情報は数分間［　　　　］する。

    （答え）キャッシュ

IPアドレスとMACアドレスの併用

  • 住所（宛先）を示すのはあくまでも［　　　　］アドレス。

    （答え）IP

  • データリンク層のアドレスはなくても、全てブロードキャスト送信してしまえば送ることは出来る。それでは混雑してしまうため、データリンク層レベルでもMACアドレスを用いることで、［　　　　］キャストの送信が出来る様にしている。

    （答え）ユニ

  • MACアドレスは同じブロードキャストドメイン内で宛先を示すためのものであり、IPアドレスはブロードキャストドメインを［　　　　］いでも宛先を示せる。

    （答え）跨

  • IPアドレスは最終目的地を示し、MACアドレスは［　　　　］の宛先を示す。

    （答え）次

DHCP

DHCPはIPアドレスを一括管理したり［　　　　］的に設定するためのサービスである。DHCPを構築済みの環境であれば、PC等をLANに接続するだけで、IPアドレスが［　　　　］的に（割り振られて）設定される。（※[]内には同じ文字が入る。）

（答え）自動

サーバーとクライアント

DHCPを利用するには、DHCP［　（１）］を立ち上げる必要がある。［　（１）］に予め使用するIPアドレスの範囲等を設定しておく。
1台１台のノードのOSにDHCP［　（２）］が備わており、［　（２）］と［　（１）］でやり取りをして自動割り当てが行われる。

（答え）（１）サーバー　、　（２）クライアント

DHCP割り当ての流れ

１．DHCP要求をするときはDHCPサーバのIPアドレスを知らなくても良いように［　　　　］アドレスの［　　　　］で送出する。

（答え）ブロードキャスト、255.255.255.255　

２．DHCPサーバはクライアントに、以下の４情報を割り当てる。（主要な４情報）
［　　　　］、［　　　　］、［　　　　］、［　　　　］。また、DHCPサーバは［　　　　］アドレスを利用して固定的に割り当てることもできる。

（答え）IPアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、DNS、MAC

NATとPAT

ルータのNAT機能は２つIPアドレスを相互に変換する。グローバルIPアドレスであろうともプライベートIPアドレスであろうとも関係［　　　　］変換できる。
しかし、一般的には［　　　　］と［　　　　］を変換する。（それ以外の用途でも使うが、まれである。）

（答え）なく　、　グローバルIPアドレス　、　プライベートIPアドレス

名称内容
静的NAT

グローバルIPとプライベートIPを１対［　　　　］で割り当てる。管理者が一度登録したら、管理者が変更するまで、対応が変わらない。

（答え）１

動的NAT

グローバルIPとプライベートIPを１対［　　　　］で割り当てるが、管理者は固定の設定せず、あいているグローバルIPをそのつど割り当てる。

（答え）１

PAT（NAPT）

グローバルIPとプライベートIPを１対［　　　　］で割り当てる。１つのグローバルIPでLAN内の何台ものPCをインターネット接続するときに役立つ。

（答え）多

NATで通信するイメージ

NATのイメージ図

パソコンAがサーバAにアクセスする場合（NATの場合）

内部（パソコン側）外部（サーバー側）
内部ローカル内部グローバル外部ローカル外部グローバル
A10.10.1.1030.10.40.92A今回は無し180.100.100.1 :80
（送信元：パソコンA　宛先：サーバーA　の通信の場合は、）IPヘッダー上のIPの変遷は以下の様になる。
行き１．パソコンAからルータまで

あて先［　　　　］
送信元［　　　　］

（答え）
180.100.100.1
10.10.1.10

２．ルータAからサーバA

あて先［　　　　］
送信元［　　　　］

（答え）
180.100.100.1
30.10.40.92

帰り３．サーバAからルータA

あて先［　　　　］
送信元［　　　　］

（答え）
30.10.40.92
180.100.100.1

４．ルータAからサーバA

あて先［　　　　］
送信元［　　　　］

（答え）
10.10.1.10
180.100.100.1

パソコンAとパソコンBがサーバAにアクセスする場合（PAT（NAPT）の場合）

パソコンAはポート24000に割り当て、パソコンBはポート49900に割り当てと仮定する。
内部（パソコン側）外部（サーバー側）
内部ローカル内部グローバル外部ローカル外部グローバル
A10.10.1.10　:2400030.10.40.92 :26500A今回は無し180.100.100.1 :80
B10.10.1.77 :4990030.10.40.92 :50688今回は無し180.100.100.1 :80

その他のIP関連技術

［　　　　］ とは
通信が届いているかどうかを確認するためのプロトコルである。

（答え）ICMP

［　　　　］ とは
インターネット等のなんらかのネットワークで接続されている2点間を、仮想の回線（トンネル）によりあたかも同一点であるかのように扱えるようにすること。

（答え）トンネリング

［　　　　］（ Virtual Router Redundancy Protocol ） とは
複数のルーターによるデフォルトゲートウェイの冗長化によって障害体制を高めるプロトコル。

（答え）VRRP

 
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