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IT担当者の必須知識が身につく 初級ネットワーク講座

IPヘッダの解読法とパケット分割

2013/06/11


 前回は、ネットワーク機器がLANに接続して他の機器と通信するためのLANインタフェースとMACアドレスの関係、通信の仕組みについて説明した。今回は、TCP/IP通信の中核部分であるIPというプロトコルがどんなものかを紹介したい。ネットワークプロトコルを極めるには、まずはそれぞれのパケットを分析してみることが一番。次第に、その意味や必然性が見えてくる。今回は、親切な働き者の駅員さん、「るー太くん」が登場する。

パケット分割

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IPヘッダの内容を解読してみよう!

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IPパケット内のIPアドレス

 まずは以前も触れたが、以下パケットキャプチャの画面をご覧いただきたい(図1)。
おさらいにはなるが、左から、行番号、ダンプコード(16進数)、ダンプコードに対応する文字列である。文字列は、パケットキャプチャツールによっては「ASCII」「Shift-JIS」「JIS」「Unicode」「EUC」「EBCDIC」などの文字コードを指定して、読みやすくすることができる。この例では、対応する文字がないために文字化けのような状態になっているが、今回はこの部分については解説しない。

図1 パケットキャプチャ用ソフト画面例
図1 パケットキャプチャ用ソフト画面例

 この画面で選択されている「パケット4」の構造も以下に示す。図2が「パケット4」のダンプ、図3がダンプコードの全体構造である。

図2 「パケット4」のダンプ
図2 「パケット4」のダンプ
図3 「パケット4」のダンプコードの全体構造
図3 「パケット4」のダンプコードの全体構造

 今回は、このうちIPヘッダ部分の詳細を見ていこう。
「パケット4」で示されたIPヘッダは、4500003026D6400080065886C0A8018FD2E1E652となっており、単なる16進数の羅列のようでまるで呪文か暗号のように見えるが、前回と同様にその意味をたどっていくと、ここにも驚くべき情報が秘められていることが分かる。ヘッダを見れば、そのプロトコルの機能が分かるので、IPを理解するにはIPヘッダの各フィールドの意味を知ることがとても重要なのだ。

コラム:IPとインターネット

 よく言われるTCP/IPの「IP」は、何の略だろうか?…正解は「Internet Protocol」の略である。Web閲覧やメールのやり取りをする「インターネット」は、もちろん「Internet」。では、プロトコルの「Internet」と、Web閲覧やメールのやり取りをする「インターネット」、どちらが先にこの名称で呼ばれるようになったのか?…それは、プロトコルの「Internet」が先なのである。
 すなわち、インターネットが「Internet Protocol」というプロトコルを使用するので、誰ともなく「インターネット」と呼ぶようになった。「Internet Protocol」というプロトコルを使用するネットワークは、他にも通信事業者が提供する「IP-VPN」など多数ある。


図4 IPヘッダフォーマット
図4 IPヘッダフォーマット

 IPヘッダは、図4のようなフォーマットで構成されている。1マスが1ビット。16進数の1ケタが4ビットなので4マスになる。
これに従い、「パケット4」のIPヘッダを各フィールドに分解すると次の図5のようになる。 

図5 「パケット4」のIPヘッダの内容
図5 「パケット4」のIPヘッダの内容
※Options、Paddingは通常付加されない。

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