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TCP/IP アニメーション , IP通信

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IP通信

IP(インターネットプロトコル)はデータを送信するためのルールで,IPv4とIPv6の2種類存在します。IPv4は古いスタイルですが,今でも普及しています。IPv6はIPv4の欠如を補うための新しいスタイルですが,まだIPv4に取って代わっておらず,両者は共存しています。

データは運ばれる際,パケットと呼ばれる小さな断片に分割されます。そしてIPヘッダーがその全てのパケットに付加されます。その後,パケットはヘッダーの内容に従って転送されます。

1.IPv4ヘッダー
宛先および送信元IPアドレス,'Time to Live'および'チェックサム'などが主に記録されています。'Time to Live'は存在時間を意味し,パケットが機器を通過する度に減少します。数が0になると,パケットは消滅します。

2.IPv6ヘッダー
IPv6ヘッダーはIPv4ヘッダーに似ています。'Hop limit'は'Time to Live'を置き換えたものです。

3.ルーティングテーブル
ルーターはデータを受信し,それを中継する必要がある時に,ルーティングテーブルを参照し,次に送ります。多くのLANのグローバルIPアドレスと,各LANへ向かうための次のルーターのIPアドレスがテーブルに記録されています。次のルーターは,そのLANへの最短経路を考慮して決定されています。




IPv4

標準IPv4通信


1.PC:WebサイトのデータをIPv4で要求します。

2.Aのルーター:NATを使用するこのルーターで,送信元IPアドレスがプライベートからグローバルに変更されます。

3.Aのルーター:このグローバルIPアドレスは,ISPのB社によって動的に割り当てられたものです。

4.Aのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

5.Aのルーター:次のルーターを見つけました。

6.Aのルーター:データを次のルーターに送信します。

7.Bのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

8.Bのルーター:次のルーターを見つけました。

9.Bのルーター:データを次のルーターに送信します。

10.Cのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

11.Cのルーター:次のルーターを見つけました。

12.Cのルーター:データを次のルーターに送信します。

13.Dのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

14.Dのルーター:ISPは自社の顧客の中から次のルーターを見つけます。

15.Dのルーター:データを次のルーターに送信します。

16.Eのルーター:静的NATを使用するこのルーターで,宛先IPアドレスが固定グローバルから固定プライベートに変更されます。

17.Eのルーター:データを宛先に送信します。

18.サーバー:リクエストを取得しました。

19.サーバー:WebサイトのデータをIPv4で送信します。

20.Eのルーター:静的NATを使用するこのルーターで,送信元IPアドレスが固定プライベートから固定グローバルに変更されます。

21.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

22.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

23.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

24.Dのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

25.Dのルーター:次のルーターを見つけました。

26.Dのルーター:データを次のルーターに送信します。

27.Cのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

28.Cのルーター:次のルーターを見つけました。

29.Cのルーター:データを次のルーターに送信します。

30.Bのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

31.Bのルーター:ISPは自社の顧客の中から次のルーターを見つけます。

32.Bのルーター:データを次のルーターに送信します。

33.Aのルーター:宛先IPアドレスは,NATを使用するこのルーターでグローバルからプライベートに変更されます。

34.Aのルーター:データを宛先に送信します。

35.PC:Webサイトのデータを取得しました。



IPv4 ループ障害

IPv4通信中にループトラブルが発生します。


1.サーバー:WebサイトのデータをIPv4で送信します。

2.Eのルーター:静的NATを使用するこのルーターで,送信元IPアドレスが固定プライベートから固定グローバルに変更されます。

3.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

4.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

5.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

6.Dのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

7.Dのルーター:次のルーターを見つけました。

8.Dのルーター:データを次のルーターに送信します。

9.Cのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

10.Cのルーター:ルーティングテーブルが正しくありません。

11.Cのルーター:次のルーターを見つけました。

12.Cのルーター:データを次のルーターに送信します。

13.Cのルーター:データがループし,'Time to Live'カウントはルーターに到着するたびに減少します。

14.Dのルーター:'Time to Live'カウントが0になると,データは消滅します。

15.Dのルーター:この問題は,ICMPを使用して送信元に通知されます。

16.サーバー:'時間超過'を意味するICMPメッセージタイプ11を受信しました。

17.サーバー:しかし,この問題に対する処理はIPプロトコルでは実行されません。

18.サーバー:ACKが返されないことを理由に,TCPが後で同じパケットを再度送信することで問題を解決しようとします。



IPv4 到達不能障害

IPv4通信中に到達不能トラブルが発生します。


1.サーバー:WebサイトのデータをIPv4で送信します。

2.Eのルーター:静的NATを使用するこのルーターで,送信元IPアドレスが固定プライベートから固定グローバルに変更されます。

3.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

4.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

5.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

6.Dのルーター:応答がなく,パケットが消滅します。トラブルのためにルーターの電源がオフになっています。

7.Eのルーター:データを再送信します。

8.Dのルーター:応答がなく,パケットが消滅します。トラブルのためにルーターの電源がオフになっています。

9.Eのルーター:データを再送信します。

10.Eのルーター:到達不能。この問題は,ICMPを使用して送信元に通知されます。

11.サーバー:'到達不能'を意味するICMPメッセージタイプ3を受信しました。

12.サーバー:しかし,この問題に対する処理はIPプロトコルでは実行されません。

13.サーバー:ACKが返されないことを理由に,TCPが後で同じパケットを再度送信することで問題を解決しようとします。



IPv6

標準IPv6通信


1.PC:WebサイトのデータをIPv6で要求します。

2.PC:次のルーターがIPv6に対応しているため,リクエストをそのまま送信します。

3.Aのルーター:IPv6を使用する場合,送信元IPアドレスは変更されません。プライベートIPアドレスは使用されません。

4.Aのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

5.Aのルーター:次のルーターを見つけました。

6.Aのルーター:データをそのまま次へ送信します。

7.Bのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

8.Bのルーター:IPv6をサポートしていないルーターを越えて,次のルーターを見つけます。

9.Bのルーター:IPトンネリングを使用してデータを送信します。

10.Dのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

11.Dのルーター:ISPは自社の顧客の中から次のルーターを見つけます。

12.Dのルーター:データを次のルーターに送信します。

13.Eのルーター:IPv6を使用する場合,宛先IPアドレスは変更されません。

14.Eのルーター:データを宛先に送信します。

15.サーバー:リクエストを取得しました。

16.サーバー:WebサイトのデータをIPv6で送信します。

17.Eのルーター:IPv6を使用する場合,送信元IPアドレスは変更されません。プライベートIPアドレスは使用されません。

18.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

19.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

20.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

21.Dのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

22.Dのルーター:IPv6をサポートしていないルーターを越えて,次のルーターを見つけます。

23.Dのルーター:IPトンネリングを使用してデータを送信します。

24.Bのルーター:ISPのこのルーターは,ルーティングテーブルに多くのルート情報を持っています。

25.Bのルーター:ISPは自社の顧客の中から次のルーターを見つけます。

26.Bのルーター:データを次のルーターに送信します。

27.Aのルーター:IPv6を使用する場合,宛先IPアドレスは変更されません。

28.Aのルーター:データを宛先に送信します。

29.PC:Webサイトのデータを取得しました。



IPv6 ループ障害

IPv6通信中にループトラブルが発生します。


1.サーバー:WebサイトのデータをIPv6で送信します。

2.Eのルーター:IPv6を使用する場合,送信元IPアドレスは変更されません。プライベートIPアドレスは使用されません。

3.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

4.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

5.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

6.Dのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

7.Dのルーター:IPv6をサポートしていないルーターを越えて,次のルーターを見つけます。

8.Dのルーター:IPトンネリングを使用してデータを送信します。

9.Bのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

10.Bのルーター:ルーティングテーブルが正しくありません。

11.Bのルーター:次のルーターを見つけました。

12.Bのルーター:データを次のルーターに送信します。

13.Bのルーター:データがループし,'Hop limit'カウントはルーターに到着するたびに減少します。

14.Dのルーター:'Hop limit'カウントが0になると,データは消滅します。

15.Dのルーター:この問題は,ICMPv6を使用して送信元に通知されます。

16.サーバー:'時間超過'を意味するICMPv6メッセージタイプ3を受信しました。

17.サーバー:しかし,この問題に対する処理はIPプロトコルでは実行されません。

18.サーバー:ACKが返されないことを理由に,TCPが後で同じパケットを再度送信することで問題を解決しようとします。



IPv6 到達不能障害

IPv6通信中に到達不能トラブルが発生します。


1.サーバー:WebサイトのデータをIPv6で送信します。

2.Eのルーター:IPv6を使用する場合,送信元IPアドレスは変更されません。プライベートIPアドレスは使用されません。

3.Eのルーター:ルーティングテーブルを使用して宛先へのルートを検索します。

4.Eのルーター:次のルーターを見つけました。

5.Eのルーター:データを次のルーターに送信します。

6.Dのルーター:応答がなく,パケットが消滅します。トラブルのためにルーターの電源がオフになっています。

7.Eのルーター:データを再送信します。

8.Dのルーター:応答がなく,パケットが消滅します。トラブルのためにルーターの電源がオフになっています。

9.Eのルーター:データを再送信します。

10.Eのルーター:到達不能。この問題は,ICMPv6を使用して送信元に通知されます。

11.サーバー:'到達不能'を意味するICMPv6メッセージタイプ1を受信しました。

12.サーバー:しかし,この問題に対する処理はIPプロトコルでは実行されません。

13.サーバー:ACKが返されないことを理由に,TCPが後で同じパケットを再度送信することで問題を解決しようとします。



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