20031121 (2003/11/21)
Ver. 1.0

2003年11月21日

栗野俊一

kurino@math.cst.nihon-u.ac.jp

http://edu-gw2.math.cst.nihon-u.ac.jp/~kurino/2003/ccna/ccna.html

情報通信ネットワーク論の2003/11/21 の資料

トランスポート層

トランスポート層の役割

End-to-End⁽¹⁾の通信を提供する
信頼性を保証できる⁽²⁾
ストリームをセグメント化する

この場合のEndは、ここでは、通信を行うProgramを指す。

Endという意味でUser ( End User )を指すこともあれば、Host ( End Host )を指す場合もあるので、注意する。
「できる」という可能性をのべているわけであるが、それは逆に言えば「しなくてもよい」わけである。つまり、「要求に応じて保証できる」ので、「要求しなければ保証しない」階層でもある。

この場合、得られるのは保証の変りに性能を得ることができる。

TCP/IP のトランスポート層

TCP/IP model⁽³⁾のトランスポート層はTCPとUDPの二つがある。

最近のCCNAでは、TCP/IP modelでなくDoD Modelと呼ぶらしい。しかも、OSI 7階層modelのトランスポート層は、DoD ModelのHost to Host Protocolと呼ぶようになった..。

TCP と UDP の共通点

Port Numberをもち、これによってEnd Systemを区別できる。

通常IP AddressとPort Numberを対にしてSocketと呼ぶ。TCP/IPの通信の基本は、自分のSocketと相手のSocketを結びつけることによって、End-to-Endの通信が確立する。

UDP

UDP ( User Datagram Protocol )は、IPの上に被された、薄い皮と考えることができる。

以下にUDP Headerの構造⁽⁴⁾を示す。

        0                       16                      32 (bit)
        +-----------------------+-----------------------+
        |    転送元ポート       |        転送先ポート   |
        +-----------------------+-----------------------+
        |       長さ            |        チェックサム   |
        +-----------------------+-----------------------+
        |            データ ( ある場合 )                |
        +-----------------------+-----------------------+

HeaderのSizeは8 byteしかない。

UDPはデータブロックが与えられるとそれをセグメントに分解して、ヘッダーを付け、送るだけである⁽⁵⁾。

通信そのもののオーバヘッドが小さいため、高速だが、色々な点で、使う人を選ぶ。

構造そのものには、ここでは余りふれない。大事なことは「小さい」「必要最小限のものしかない」ということを知ることである。
その意味で、大変解りやすい。

TCP

TCPは、信頼性を保証⁽⁶⁾するProtocolであり、TCP/IP Networkの基本Protocolといえる。

逆にTCPは、信頼性を保証するために、様々な振舞いをする。

TCPでは、ストリームを渡すとこれを、セグメントに分割して転送する。

Sesstionの作成: TCPでは、相手が通信可能かどうかを確認するために、最初にSessionの作成行う。

最初にsynパケットを送り、相手にセッションの作成を要求し、相手から同意をえた場合( Ack応答)に、更に、通信に必要なパラメータを相手に送り、セッションが作成が完了します( 3 -ハンドシェーク)。
シーケンス番号: TCPではDataの順序を確認するため、各々のセグメントに連続した番号を付け、送信先でも、Dataの順序を確認できる
到達確認: TCPではData転送の途中で、通信先から、通信元へどのくらい届いたかを応答する( Ack Packet )。
Window制御:確認が出来無い状態でも先送りするパケットの量を制御する⁽⁷⁾。

IPが信頼性を保証しない(通信途中のRouterが勝手に、Packetを捨てるかもしれないし、経路が変化して、Packetの到達順序が変更されてしまうかもしれない..。)ので、TCPが必要となる。ただし、「保証する」とはいっても決して「必ず到達する」ということではなく、単に「自動的に到達のチェックを行い、到達の為に、努力(再送)を行い、それでもダメなら、「到達できなかったことをちゃんと報告する」ということである。
このwindow制御をTCPが行うので、Internetが共有できているとも言える。TCPは、(トラフィック量が多く、途中の経路で輻輳が生じて..)到達するパケット量が少いと判断すると、自動的に、Windowsサイズをせばめ、自分の通信量制限する。

このため(輻輳が回避され.. ) Internetのリソースが有効利用できるようになる。

TCP と UDP の相違点

属性	TCP	UDP
セグメント順序	保つ	保たない
信頼性	保証する	保証しない
接続形態	コネクション型	コネクションレス型
特徴	バーチャルサーキットを構成する	オーバヘットが小さい
データの受渡し	ストリーム	ブロック
振舞い	電話	葉書

20031121 (2003/11/21)Ver. 1.0

目次