TCP/IPによりより提供されるストリーム
共通科目情報処理(講義)、社会学類対象、1997年05月30日
電子・情報工学系
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
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筑波大学学術情報処理センターのＰＰＰサービス。
インターネットの技術的な側面は、TCP/IP というプロトコルに集約される。 TCP/IP の最終的な目的は、信頼性のある、双方向のストリーム転送サービス を提供することである。これを実現するために、IPとTCPという2つのプロトコ ルに分けて実現している所に特徴がある。
TCPは、信頼性のある(reliable)双方向のストリーム転送サービス(stream transport service)を提供する通信プロトコルである。ストリームとは、通信 する２つのプロセス間に結合(connection，通信路)が形成され、複数回に分け て送り出したデータでも順番が入れ替わらないがデータの区切りがわからなく なるような転送サービスである。
IPは、（信頼性がない）データグラム（datagram）転送サービスを提供する通 信プロトコルである。データグラムでは、データの送り手と受けての間に結合 （通信路）が形成されず、送出したデータの順番が途中で変ることや送出した データが失われることがある。データグラムは、書留めではない郵便に似てい る。
TCP層の実現では、「再転送付き肯定確認応答」と「スライディング・ウィン ドウ」が中心的な技術して使われている。
IPのデータグラムが配達されるときに使われる番号が、IPアドレスである。IP アドレスとしては、現在32ビットの整数が使われている。
パケット。 宛名や発信人が書いてあるひと塊のメッセージ。1つのパケットには、普通ヘッ ダ部とデータ部がある。
大きなメッセージを、小さなパケットに分割して送るこ理由。 効率がよくなる。
ストリーム、仮想回線
ストリームとは、通信する２つのプロセス間に結合(connection，通信路)が形 成され、複数回に分けて送り出したデータでも順番が入れ替わらないがデータ の区切りがわからなくなるような転送サービスである。UNIXのパイプは、双方 向ではなく単方向であるが、同じストリームに分類される転送サービスを提供 するものである。
データグラム
IPは、（信頼性がない）データグラム（datagram）転送サービスを提供する通 信プロトコルである。データグラムでは、データの送り手と受けての間に結合 （通信路）が形成されず、送出したデータの順番が途中で変ることや送出した データが失われることがある。データグラムは、書留めではない郵便に似てい る。
IPアドレス
IPのデータグラムが配達されるときに使われる番号が、IPアドレスである。IP アドレスとしては、現在32ビットの整数が使われている。
TCP/IPは、信頼性のある（reliable）双方向のストリーム転送サービス （stream transport service）を提供する通信プロトコルです（図）。ストリー ムとは、通信する２つのプロセス間に結合(connection，通信路)が形成され、 複数回に分けて送り出したデータでも順番が入れ替わらないがデータの区切り がわからなくなるような転送サービスです。UNIXのパイプは、双方向ではなく 単方向ですが、同じストリームに分類される転送サービスを提供するものです。
TCP/IPにおいて、プロセス間に形成されたストリーム通信路のことを、計算機 間に張られた物理的な回線に似ていることから、仮想的回線(virtual circuit)とも言います。
TCPは、IPという通信プロトコルを利用して実現されています。IPは、（信頼 性がない）データグラム（datagram）転送サービスを提供する通信プロトコル です。データグラムでは、データの送り手と受けての間に結合（通信路）が形 成されず、送出したデータの順番が途中で変ることや送出したデータが失われ ることがある。データグラムは、書留めではない郵便に似ています。IPのデー タグラムが配達されるときに使われる番号が、IPアドレスです。IPアドレスと しては、現在32ビットの整数が使われています。
TCP層の上には、応用層が定義されています。この層では、ファイル転送（ftp）、 遠隔ログイン（telnet, rlogin）、WWW、ニュース・リーダ、電子メール転送 プログラム（sendmail）などの、TCP/IPを利用するプログラムの間の会話の方 法が定義されています。TCP/IPを使った通信は、まるでプロセス同士が電話で 会話するように進められています。普通の電話では、日本語を話す人と英語を 話す人は、電話で情報交換を行うことができません。同様に、同じTCP/IPを使っ ていても、会話の方法が違うと、まったく情報交換を行うことができません。 ゆえに、TCP/IPの上にさらに、情報交換のためにさまざまなプロトコルが取り 決められています。
速度の単位は、pbs (Bit Per Second)。毎秒何ビット送ることができるか。 （バイトに直すと、８分の１になってしまうのに注意。）
ネットワーク内のある場所から別の場所（複数の場合もある） のの経路を発見し、いずれかを選択し、そしてそれを使用する課程。
ルーティングの実現方法として、現在よく使われているものが、ルーティング・ テーブル（宛先出口表）を用いる方法である。
テーブルを作る方法。
経路情報を交換する方法としては、RIP、OSPF、HELLOなどがある。 RIPでは、ルータは、お互いに知っているネットワークのホップ数を教え合 う。ホップ数とは、始点と終点の間のルータの数である。RIPでは、ホップ 数が最小になるようにルーティング・テーブルを作る。
TCP/IPによる通信は、通信相手のIPアドレス（32ビットの整数）とポート番号 （16ビットの整数）さえわかれば、可能です。IPアドレスやポート番号は、計 算機にとって扱いやすいものですが、人間にとって扱いやすいものではない。 人間にとってわかりやすい記号の名前から、IPアドレスに変換するサービスが あれば便利です。このサービスを、名前サービス、それを行うプログラムを名 前サーバという。
インターネットにおける名前サービスは、名前空間を木構造で管理しています。 すなわち、巨大な名前空間を、いくつかのドメイン（領域）に分割することを 繰り返して、階層的に管理することで実現されます。これを、ドメイン・ネー ム・サービス（Domain Name Service, DNS）という。DNSという言葉は、名前 サービスを提供するプログラム（名前サーバ, Domain Name Server）を意味す ることもあります。
DNSでは、主に名前をIPアドレスへ変換するサービスが使われます。その他に、 名前から電子メールの配送先、名前から名前サーバが動いているホストの名前、 名前から名前サーバ自身の管理情報、逆にIPアドレスから名前を引くためにも 使われます。
http://hostname/pathname
２つの木が含まれている。
hostname
pathname
ファイル名。普通、サーバでのファイル名。
http は、どんな「方法」で資源をアクセスするかを示してい
ます。httpを含めて、次のようなものがよく使われます。
プロセス間通信は、本来自由に行うことができる。どのプロセスも自由にメッ セージを送信する権利があります。プロセス間通信におけるクライアント・サー バ・モデルは、本来対称的なプロセスを最初にメッセージを送る方（クライア ント・プロセス）と受ける方（サーバ・プロセス）に分類することで、プロセ ス間通信を構造化し、わかりやすくするものです。TCP/IPの通信路開設時にお けるクライアントとサーバの役割は、このプロセス間通信におけるクライアン ト・サーバ・モデルの１つの例になっていまします。
プロセス間通信におけるクライアント・サーバ・モデルにおける意味の他に、 クライアントとサーバという言葉は、サービスを受けるプロセスとサービスを 提供するプロセスの意味で使われることがあります。インターネットにおける プロセス間通信では、多くの場合、サービスの授受の関係におけるクライアン トとサーバと、プロセス間通信におけるクライアントとサーバが一致している （稀に一致していないこともあるので、注意しなさい）。
なぜ、クライアント・サーバ・モデルか。 人間は、話を聞きながら話をしながらできるのに。
プロキシ(proxy) とは、もともとは、（オブジェクト指向用語では）代理人の 意味です。インターネットでは、応用層で通信の中継をするプログラム、得に、 HTTP プロトコルを中継するプログラムをプロキシといいます。
HTTP Proxy の目的は、もともとの目的は、次のようなものです。
この方法が、どのくらい効いているのか。技術的な検討。