TCP/IPによるネットワーク構築Vol.I―原理・プロトコル・アーキテクチャ― 第4版

書籍情報
ISBN978-4-320-12054-9
判型B5 
ページ数688ページ
発行年月2002年08月
本体価格7,800円
TCP/IPによるネットワーク構築Vol.I 書影
TCP/IPによるネットワーク構築Vol.I

TCP/IPプロトコル体系の概念と機能を詳説した本で,コンピュータネットワークを学ぶ学生,研究者,技術者にとって絶好の教科書である。旧版に比べて,WWW,音声や画像の配送などの実時間アプリケーションに使われるRTP,モーバイルIP,VPNに関する章が新設され,CIDRにおける経路表の探索アルゴリズム,マルチキャスト,主要なマルチキャスト経路制御プロトコルに関する記述が増えている。また,プロトコル仕様の確定と実装の進捗に伴ってIPv6に関する記述が詳しくなっている。

目次

1. イントロダクションおよび概要
1.1  インターネット構築の動機
1.2  TCP/IP Internet
1.3  インターネットサービス
1.4  Internetの歴史と展望
1.5  Internetアーキテクチャボード
1.6  IABの再構成
1.7  Internet学会
1.8  Internet Request For Comments
1.9  Internetプロトコルと標準化
1.10  将来の発展と技術
1.11  本書の構成
1.12  まとめ

2. 基盤となるネットワーク技術の概観
2.1  はじめに
2.2  ネットワーク通信の二つの方法
2.3  ワイドエリアネットワークとローカルエリアネットワーク
2.4  イーサネットの技術
2.5  Fiber Distributed Data Interconnect(FDDI)
2.6  非同期転送モード
2.7  WAN技術:ARPANET
2.8  全米科学財団(NSF)のネットワーキング
2.9  ANSNET
2.10  超高速バックボーン(vBNS)
2.11  TCP/IPがその上で使われてきたほかの技術
2.12  まとめと結論

3. インターネットワーキングの概念とアーキテクチャモデル
3.1  はじめに
3.2  アプリケーションレベル相互接続
3.3  ネットワークレベル相互接続
3.4  インターネットの性質
3.5  インターネットアーキテクチャ
3.6  IPルータを通しての相互接続
3.7  ユーザの視点
3.8  すべてのネットワークは対等である
3.9  未解答の問題
3.10  まとめ

4. クラスフルなInternetアドレス
4.1  はじめに
4.2  統一的な識別子
4.3  元のクラスフルなアドレス機構
4.4  ネットワーク接続を決めるアドレス
4.5  ネットワークアドレスと指定ブロードキャストアドレス
4.6  リミテッドブロードキャスト
4.7  「ここ」を意味する0の解釈
4.8  サブネットおよびスーパネット拡張
4.9  マルチキャストアドレス
4.10  Internetのアドレス機構の弱点
4.11  小数点付き10進記法
4.12  ループバックアドレス
4.13  特別なアドレスの規約のまとめ
4.14  Internetアドレスの管理機関
4.15  予約済アドレスプリフィックス
4.16  例
4.17  ネットワークバイトオーダ
4.18  まとめ

5. Internetアドレスの物理アドレスへの対応づけ(ARP)
5.1  はじめに
5.2  アドレス解決問題
5.3  物理アドレスの二つのタイプ
5.4  直接マップによる解決
5.5  動的結合による解決
5.6  アドレス解決のキャッシュ
5.7  ARPキャッシュのタイムアウト
5.8  ARPの改良
5.9  ARPとほかのプロトコルとの関係
5.10  ARPの実装
5.11  ARPのカプセル化と識別
5.12  ARPプロトコルフォーマット
5.13  まとめ

6. 立上げ時におけるInternetアドレスの決定(RARP)
6.1  はじめに
6.2  逆アドレス解決プロトコル(RARP)
6.3  RARP処理のタイミング
6.4  プライマリおよびバックアップRARPサーバ
6.5  まとめ

7. Internetプロトコル:コネクションレスデータグラム配送
7.1  はじめに
7.2  仮想ネットワーク
7.3  Internetのアーキテクチャと思想
7.4  概念的なサービスの構成
7.5  コネクションレス配送システム
7.6  Internetプロトコルの目的
7.7  Internetデータグラム
7.8  Internetデータグラムのオプション
7.9  まとめ

8. Internetプロトコル:IPデータグラムの経路制御
8.1  はじめに
8.2  Internetにおける経路制御
8.3  直接配送と間接配送
8.4  テーブル駆動式IP経路制御
8.5  次ホップによる経路制御
8.6  デフォルト経路
8.7  ホスト指定経路
8.8  IP経路制御アルゴリズム
8.9  IPアドレスを伴う経路制御
8.10  入力データグラムの取り扱い
8.11  経路表の確立
8.12  まとめ

9. Internetプロトコル:エラーおよびコントロールメッセージ(ICMP)
9.1  はじめに
9.2  Internetコントロールメッセージプロトコル
9.3  エラー報告 対 エラー訂正
9.4  ICMPメッセージの配送
9.5  ICMPメッセージのフォーマット
9.6  終点の到達可能性およびステータスのテスト(ping)
9.7  エコー要求および応答メッセージのフォーマット
9.8  到達不可能な終点の報告
9.9  輻輳とデータグラムフロー制御
9.10  始点抑制フォーマット
9.11  ルータからの経路変更要求
9.12  循環および過長経路の検出
9.13  ほかの問題の報告
9.14  クロック同期および通過時間推測
9.15  情報要求と応答メッセージ
9.16  サブネットマスク獲得
9.17  ルータ発見
9.18  ルータ要請
9.19  まとめ

10. クラスレスな拡張とサブネット拡張(CIDR)
10.1  はじめに
10.2  関連事項の復習
10.3  ネットワーク番号数の最小化
10.4  透過的なルータ
10.5  代理ARP
10.6  サブネットアドレッシング
10.7  サブネットアドレスの割当てにおける柔軟性
10.8  可変長サブネットマスク
10.9  マスクを使ったサブネットの実装
10.10  サブネットマスクの表現形式
10.11  サブネットが存在する下での経路制御
10.12  サブネット経路制御アルゴリズム
10.13  統合された経路制御アルゴリズム
10.14  サブネットマスクの保守
10.15  サブネットへのブロードキャスティング
10.16  匿名ポイントポイント間ネットワーク
10.17  クラスレスアドレッシング(スーパーネッティング)
10.18  スーパネッティングの経路制御に与える影響
10.19  CIDRアドレスブロックとビットマスク
10.20  アドレスブロックとCIDR記法
10.21  クラスレスアドレスの例
10.22  クラスレスの検索のためのデータ構造とアルゴリズム
10.23  最長一致経路と経路型の混合
10.24  プライベートネットワーク用に予約されたCIDRブロック
10.25  まとめ

11. プロトコル階層化
11.1  はじめに
11.2  複数プロトコルの必要性
11.3  プロトコルソフトウェアの概念階層
11.4  層の機能
11.5  X.25およびISOモデルとの関係
11.6  ISOとInternetの階層化の違い
11.7  プロトコル階層化の原理
11.8  ネットワークの下部構造が存在する場合の階層化
11.9  TCP/IPモデルにおける二つの重要な境界
11.10  階層化の欠点
11.11  マルチプレクスとデマルチプレクスにおける基本アイディア
11.12  まとめ

12. ユーザデータグラムプロトコル(UDP)
12.1  はじめに
12.2  最終的な終点の識別
12.3  ユーザデータグラムプロトコル
12.4  UDPメッセージのフォーマット
12.5  UDP擬似ヘッダ
12.6  UDPのカプセル化とプロトコルの階層化
12.7  階層化とUDPチェックサムの計算
12.8  UDPマルチプレクス,デマルチプレクス,ポート
12.9  予約および使用が可能なUDPポート番号
12.10  まとめ

13. 信頼性のあるストリームトランスポートサービス(TCP)
13.1  はじめに
13.2  ストリーム配送の必要性
13.3  信頼性のある配送サービスの性質
13.4  信頼性の提供
13.5  スライディングウィンドウの基となる考え方
13.6  トランスミッションコントロールプロトコル(TCP)
13.7  ポート,コネクション,エンドポイント
13.8  受動オープンおよび能動オープン
13.9  セグメント,ストリーム,シーケンス番号
13.10  可変長ウィンドウサイズとフロー制御
13.11  TCPセグメントフォーマット
13.12  帯域外データ
13.13  最大セグメント長オプション
13.14  TCPチェックサムの計算
13.15  確認応答と再送
13.16  タイムアウトと再送
13.17  ラウンドトリップサンプルの正確な測定
13.18  Karnのアルゴリズムとタイマバックオフ
13.19  大きな分散をもつ遅延に対する対応
13.20  輻輳への応答
13.21  輻輳,テイルドロップ,TCP
13.22  ランダムアーリーディスカード(RED)
13.23  TCPコネクションの確立
13.24  初期シーケンス番号
13.25  TCPコネクションの終了
13.26  TCPコネクションのリセット
13.27  TCP状態マシン
13.28  データ配送の強制
13.29  予約済みTCPポート番号
13.30  TCPの性能
13.31  シリーウィンドウシンドロームと小さなパケット
13.32  シリーウィンドウシンドロームの回避
13.33  まとめ

14. 経路制御:コア,ピア,アルゴリズム
14.1  はじめに
14.2  経路表の起源
14.3  部分的情報による経路制御
14.4  元のInternetアーキテクチャとコア
14.5  コアルータ
14.6  コアアーキテクチャを越えて対等なバックボーンへ
14.7  自動的な経路情報の伝播
14.8  距離ベクトル(Bellman-Ford)経路制御
14.9  ゲートウェイ-ゲートウェイプロトコル(GGP)
14.10  距離分解
14.11  信頼性と経路制御プロトコル
14.12  リンク状態(SPF)経路制御
14.13  まとめ

15. 制御経路:エクステリアゲートウェイプロトコルと自律システム(BGP)
15.1  はじめに
15.2  アーキテクチャモデルへの複雑さの付加
15.3  グループの大きさの現実的な限界の決定
15.4  基本的な考え方:余分なホップ
15.5  隠れたネットワーク
15.6  自律システムの概念
15.7  コアから独立した自律システムへ
15.8  エクステリアゲートウェイプロトコル(EGP)
15.9  BGPの特徴
15.10  BGPの機能とメッセージ型
15.11  BGPメッセージヘッダ
15.12  BGP OPENメッセージ
15.13  BGP UPDATEメッセージ
15.14  圧縮マスクアドレスペア
15.15  BGPパス属性
15.16  BGP KEEPALIVEメッセージ
15.17  受信者の立場からの情報
15.18  エクステリアゲートウェイプロトコルの鍵となる制限
15.19  インターネット経路制御アービタシステム
15.20  BGP NOTIFICATIONメッセージ
15.21  Internetアーキテクチャの反集中化
15.22  まとめ

16. 経路制御:自律システム内(RIP,OSPF,HELLO)
16.1  はじめに
16.2  静的なインテリア経路 対 動的なインテリア経路
16.3  経路制御情報プロトコル(Routing Information Protocol(RIP))
16.4  HELLOプロトコル
16.5  遅延メトリックと振動
16.6  RIP,HELLO,EGPの組合せ
16.7  自律システム間の経路制御
16.8  Gated:自律システム内の通信
16.9  オープンSPFプロトコル(OSPF)
16.10  部分的情報による経路制御
16.11  まとめ

17. Internetマルチキャスティング
17.1  はじめに
17.2  ハードウェアブロードキャスト
17.3  マルチキャストのハードウェア起源
17.4  イーサネットマルチキャスト
17.5  IPマルチキャスト
17.6  概念
17.7  IPマルチキャストアドレス
17.8  マルチキャストアドレスの意味
17.9  IPマルチキャストアドレスのイーサネットマルチキャストへの対応づけ
17.10  ホストとマルチキャスト配送
17.11  マルチキャストスコープ
17.12  マルチキャストを扱うためのホストソフトウェアの拡張
17.13  Internet グループマネージメントプロトコル
17.14  IGMPの実装
17.15  グループメンバシップの状態遷移
17.16  IGMPメッセージフォーマット
17.17  マルチキャストの転送と経路制御情報
17.18  マルチキャスト経路制御の基本的パラダイム
17.19  TRPFからの帰結
17.20  マルチキャストツリー
17.21  マルチキャスト経路制御の本質
17.22  リバースパスマルチキャスト
17.23  距離ベクトル型マルチキャスト経路制御プロトコル
17.24  mroutedプログラム
17.25  別のプロトコル
17.26  コアベースドツリー(CBT)
17.27  プロトコルインディペンデントマルチキャスト(PIM)
17.28  OSPFのマルチキャスト拡張(MOSPF)
17.29  信頼性のあるマルチキャストとACKの爆縮
17.30  まとめ

18. ATMネットワーク上のTCP/IP
18.1  はじめに
18.2  ATMハードウェア
18.3  大規模ATMネットワーク
18.4  ATMネットワークの論理的見方
18.5  ATMにおける2種類のコネクションパラダイム
18.6  経路,接続,識別子
18.7  ATMセルの転送
18.8  ATMアダプテーション層
18.9  ATMアダプテーション層5
18.10  AAL5のコンバージェンスとセグメント化と再構成
18.11  データグラムのカプセル化とIPのMTUサイズ
18.12  パケットタイプとマルチプレクシング
18.13  ATMネットワークにおけるIPアドレスの対応づけ
18.14  論理IPサブネットの概念
18.15  コネクション管理
18.16  LIS中のアドレスの対応づけ
18.17  ATMARPパケットフォーマット
18.18  アドレス決定のためのATMARPパケットの使用
18.19  サーバのデータベースのエントリの獲得
18.20  サーバ内のATMARP情報のタイムアウト
18.21  ホストやルータ内のATMARP情報のタイムアウト
18.22  IPスイッチング技術
18.23  スイッチの動作
18.24  IP転送の最適化
18.25  クラス分け,フロー,上位層スイッチング
18.26  スイッチング技術の適用可能性
18.27  まとめ

19. モーバイルIP
19.1  はじめに
19.2  移動性,経路制御,アドレス機構
19.3  モーバイルIPの特徴
19.4  モーバイルIPの動作の概要
19.5  モーバイルIPのアドレス機構の詳細
19.6  訪問先エージェントの発見
19.7  エージェント登録
19.8  登録メッセージフォーマット
19.9  訪問先エージェントとの通信
19.10  データグラムの転送と受取り
19.11  二重通過問題
19.12  ホームネットワーク上の計算機との通信
19.13  まとめ

20. プライベートネットワークの相互接続(NAT,VPN)
20.1  はじめに
20.2  プライベートネットワークとハイブリッドネットワーク
20.3  仮想プライベートネットワーク(VPN)
20.4  VPNアドレス機構と経路制御
20.5  プライベートアドレスをもったVPN
20.6  ネットワークアドレス変換(NAT)
20.7  NAT変換表の作成
20.8  複数アドレスのNAT
20.9  ポート変換型NAT
20.10  NATとICMPの間の相互作用
20.11  NATとアプリケーションの間の相互作用
20.12  概念的なアドレスドメイン
20.13  slripとマスカレード
20.14  まとめ

21. 相互作用のクライアント-サーバモデル
21.1  はじめに
21.2  クライアント-サーバモデル
21.3  簡単な例:UDPエコーサーバ
21.4  時刻および日付サービス
21.5  サーバの複雑さ
21.6  RARPサーバ
21.7  クライアント-サーバモデルに代わるもの
21.8  まとめ

22. ソケットインタフェース
22.1  はじめに
22.2  UNIXのI/OパラダイムとネットワークI/O
22.3  UNIXへのネットワークI/Oの付加
22.4  ソケット抽象化
22.5  ソケットの生成
22.6  ソケットの継承と終了
22.7  ローカルアドレスの指定
22.8  ソケットの終点アドレスへの接続
22.9  ソケットを通してのデータの送出
22.10  ソケットを通してのデータの受信
22.11  ローカルおよびリモートのソケットアドレスの獲得
22.12  ソケットオプションの獲得と設定
22.13  サーバの待行列の長さの指定
22.14  どのようにサーバはコネクションを受け付けるか
22.15  複数のサービスを取り扱うサーバ
22.16  ホスト名の取得と設定
22.17  内部ホストドメインの取得と設定
22.18  ネットワークライブラリコール
22.19  ネットワークバイトオーダ変換ルーチン
22.20  IPアドレス操作ルーチン
22.21  ドメイン名システムへのアクセス
22.22  ホストに関する情報の取得
22.23  ネットワークに関する情報の取得
22.24  プロトコルに関する情報の取得
22.25  ネットワークサービスに関する情報の取得
22.26  クライアントの例
22.27  サーバの例
22.28  まとめ

23. ブートストラップと自動構成(BOOTP,DHCP)
23.1  はじめに
23.2  RARPに代わるものの必要性
23.3  IPアドレスを決定するためのIPの使用
23.4  BOOTPの再送方針
23.5  BOOTPメッセージフォーマット
23.6  2段階のブートストラップの手続き
23.7  製造業者独自フィールド
23.8  動的構成の必要性
23.9  ダイナミックホストコンフィグレーション
23.10  動的なIPアドレスの割当て
23.11  複数のアドレスの取得
23.12  アドレス獲得状態
23.13  期限前の貸出し終了
23.14  貸出し更新状態
23.15  DHCPメッセージフォーマット
23.16  DHCPオプションとメッセージタイプ
23.17  オーバロードオプション
23.18  DHCPとドメイン名
23.19  まとめ

24. ドメイン名システム
24.1  はじめに
24.2  マシンに対する名前
24.3  均一な名前空間
24.4  階層的な名前
24.5  名前に対する権限の委譲
24.6  下位部分の権限
24.7  インターネットドメイン名
24.8  公式および非公式Internetドメイン名
24.9  名前づけされる項目と名前の構文
24.10  ドメイン名のアドレスへの対応づけ
24.11  ドメイン名の解決
24.12  効率良い変換
24.13  キャッシング:効率の鍵
24.14  ドメインサーバのメッセージフォーマット
24.15  名前の圧縮フォーマット
24.16  ドメイン名の省略
24.17  逆マッピング
24.18  ポインタ問合せ命令
24.19  オブジェクトの型とリソースレコードの内容
24.20  サブドメインに対する権限の獲得
24.21  まとめ

25. アプリケーション:遠隔ログイン(TELNET,Rlogin)
25.1  はじめに
25.2  リモートインタラクティブコンピューティング
25.3  TELNET プロトコル
25.4  多様性への対応
25.5  リモート側を制御するコマンドの受けわたし
25.6  制御機能の読出しのサーバへの強制
25.7  TELNETオプション
25.8  TELNETオプションの打合せ
25.9  rlogin(BSD UNIX)
25.10  まとめ

26. アプリケーション:ファイル転送とファイルアクセス(FTP,TFTP,NFS)
26.1  はじめに
26.2  ファイルアクセスとファイル転送
26.3  オンラインでの共有アクセス
26.4  ファイル転送による共有
26.5  FTP:主要なTCP/IPファイル転送プロトコル
26.6  FTPの機能
26.7  FTPプロセスモデル
26.8  TCPポート番号の割当て
26.9  ユーザからのFTPの見え方
26.10  anonymous FTPセッションの例
26.11  TFTP
26.12  NFS
26.13  NFSの実装
26.14  リモートプロシージャコール(RPC)
26.15  まとめ

27. アプリケーション:電子メール(SMTP,POP,IMAP,MIME)
27.1  はじめに
27.2  電子メール
27.3  メールボックス名と別名
27.4  別名の展開とメールの転送
27.5  インターネットワーキングとメールの関係
27.6  電子メールサービスに関するTCP/IP標準
27.7  電子メールアドレス
27.8  擬似ドメインアドレス
27.9  シンプルメール転送プロトコル (SMTP)
27.10  メール取得およびメールボックス操作プロトコル
27.11  非ASCIIデータに対するMIME拡張
27.12  MIMEマルチパートメッセージ
27.13  まとめ

28. アプリケーション:World Wide Web(HTTP)
28.1  はじめに
28.2  Webの重要性
28.3  アーキテクチャの要素
28.4  ユニフォームリソースロケータ(URL)
28.5  ドキュメントの例
28.6  ハイパーテキスト転送プロトコル
28.7  HTTP GET要求
28.8  エラーメッセージ
28.9  永続的コネクションと長さ
28.10  データ長とプログラム出力
28.11  長さの符号化とヘッダ
28.12  打ち合わせ
28.13  条件付要求
28.14  代理サーバの使用
28.15  キャッシュ
28.16  まとめ

29. アプリケーション:IP上の音声と映像転送(RTP)
29.1  はじめに
29.2  オーディオクリップと符号化標準
29.3  オーディオおよびビデオの転送と再生
29.4  ジッタと再生遅延
29.5  実時間転送プロトコル(RTP)
29.6  ストリーム,混合,マルチキャスト
29.7  RTPカプセル化
29.8  RTP制御プロトコル(RTCP)
29.9  RTCPの動作
29.10  IP電話とシグナリング
29.11  資源予約とサービス品質
29.12  QoS,利用率,容量
29.13  RSVP
29.14  COPS
29.15  まとめ

30. アプリケーション:Internetの管理(SNMP)
30.1  はじめに
30.2  管理プロトコルのレベル
30.3  アーキテクチャモデル
30.4  プロトコルの枠組み
30.5  MIBの変数の例
30.6  マネージメントインフォメーションの構造
30.7  ASN.1を使った形式的定義
30.8  MIBのオブジェクト名の構造と表現
30.9  シンプルネットワークマネージメントプロトコル(SNMP)
30.10  SNMPメッセージフォーマット
30.11  符号化されたSNMPメッセージの例
30.12  SNMPv3の新しい機能
30.13  まとめ

31. プロトコル依存性のまとめ
31.1  はじめに
31.2  プロトコル依存性
31.3  砂時計モデル
31.4  アプリケーションプログラムのアクセス
31.5  まとめ

32. Internetのセキュリティとファイアウォールの設計(IPsec)
32.1  はじめに
32.2  資源の保護
32.3  情報戦略
32.4  インターネットセキュリティ
32.5  IPセキュリティ(IPsec)
32.6  IPsec認証ヘッダ
32.7  セキュリティアソシエーション
32.8  IPsecカプセル化セキュリティペイロード
32.9  認証とMutableヘッダフィールド
32.10  IPsecトンネリング
32.11  必要なセキュリティアルゴリズム
32.12  セキュアソケット
32.13  ファイアウォールとインターネットアクセス
32.14  複数の接続と最弱の環
32.15  ファイアウォールの実装
32.16  パケットレベルでのフィルタ
32.17  セキュリティとパケットフィルタの指定
32.18  クライアントに対する制限されたアクセスの帰結
32.19  ファイアウォールを通しての代理アクセス
32.20  ファイアウォールアーキテクチャの詳細
32.21  スタブネットワーク
32.22  ファイアウォールの別の実装方法
32.23  監視と記録
32.24  まとめ

33. TCP/IPの将来(IPv6)
33.1  はじめに
33.2  なぜ変更するのか?
33.3  新しい方針
33.4  IPv4を変更する動機
33.5  新しいバージョンのIPへの道のり
33.6  次のIPの名前
33.7  IPv6の機能
33.8  IPv6データグラムの一般形式
33.9  IPv6のベースヘッダフォーマット
33.10  IPv6拡張ヘッダ
33.11  IPv6データグラムの解析
33.12  IPv6のフラグメント化と再構成
33.13  エンド-エンドでのフラグメント化の帰結
33.14  IPv6の始点経路制御
33.15  IPv6のオプション
33.16  IPv6のアドレス空間の大きさ
33.17  IPv6のコロン16進記法
33.18  IPv6アドレスの三つの基本型
33.19  ブロードキャストとマルチキャストの二重性
33.20  技術的選択とブロードキャストのシミュレーション
33.21  IPv6のアドレス空間割り当てに関する提案
33.22  組み込み型IPv4アドレスと変換
33.23  未指定アドレスとループバックアドレス
33.24  ユニキャストアドレスの階層
33.25  集約可能型グローバルユニキャストアドレスの構造
33.26  インタフェース識別子
33.27  追加階層
33.28  ローカルアドレス
33.29  自動設定とリナンバリング
33.30  まとめ

付録1 RFCのガイド

付録2 インターネットワーキングの用語略語集