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家のNW環境とパケット送信のしくみ


Internet
<->CTU(光プレミアム)(192.168.24.1)(*)
-(Port1)=== デスクトップPC(192.168.24.52)
-(Port2)===無線アクセスポイント(192.168.24.250) === ノートPC(192.168.24.51)
-(Port4)===ひかり電話(192.168.24.2)(**)
(*)DNS,DHCPも含む。
(**)http://flets-w.com/hikari-p/download/guide_ctu_11.pdf、P.58

●無線LAN不具合(H20.11月)

無線LAN接続をいろいろとやっていたら、本来のデスクトップPC(=PC①)のインターネットが使えなくなってしまった。(IEを起動したが、DNSエラーとなる)

今回の接続形態としては、光プレミアムの終端装置(ルータ機能付き)(=α)のLANポート2(LANポート1は従来とおりデスクトップPC接続)に、新たに無線アクセスポイント(=β)を接続し、そこから無線LAN対応ノートPC(=PC②)を使う形態であるが、この無線アクセスポイントは様々な機能(ルータ機能など)があり、設定の際に無線アクセスポイントのDHCP機能をONにしてしまっていたことがそもそもの原因であったようである。
⇒αにもDHCP機能があり、通常はこちらからIPアドレスを配布しているが、βもDHCP機能を働かせたためバッティングしてしまった模様。

βのIPアドレスは192.168.24.250に設定してあるが、PC①においてipconfig /allでDHCPアドレスを調べてみたところ、本来はαのDHCPサーバアドレスが設定されているべきところが、何故かβ自身のIPアドレスになっていた。
DNSエラーとなったのは、上記のような理由からDHCP払出しが上手くいっていなかったため、DNSサーバのIPアドレス払出しも上手くいかなった事が原因であった模様。

βのDHCP機能をOFFにしてPC①を再起動したところ、今度はちゃんとインターネット接続ができるようになった。(ipconfigで確認したところ、前回はDNSサーバのIPアドレス払出しがV6アドレスのみであったが、今度はV4アドレスもちゃんと払出しされていた)

●自宅のPCがネットと通信する場合の設定について。

1.ルーティングテーブルについて
スタートメニューより”ファイル名を指定して実行”を選択後、”cmd”を入力しMS-DOSウィンドウを立ち上げた後、”route print”を入力すると、PCに設定されているルーティングテーブルが分かる。

わが家の場合光プレミアムに入っているので、ルータ機能内蔵のCTUがプライベートアドレスをPCに対して払い出しているため、上記アドレスもクラスCのプライベートアドレス(192.168.×.×)となっている。

  • 1行目;あて先ネットワーク(Network Destination)が0.0.0.0については、デフォルトルートを示し、ルーティングテーブルに記載されていないあて先IPアドレスを持つIPパケットの転送はすべて、この経路に転送することを示す。この場合、ゲートウェイの192.168.24.1(CTU)に向けてIPパケットを転送することを意味する。
  • 2行目:127.0.0はループバックアドレスであり、TCP/IPの通信ソフトが正しく設定されているかなどを確認するために用いられている。通常127.0.0.1を使用するため、ゲートウェイとしては127.0.0.1が登録されている。また4行目の192.168.24.51は自PCのIPアドレスになるが、自PCのIPアドレス等の設定が正しいか確認するために用いられるため、同様にループバックアドレスをゲートウェイアドレスとして設定されている。
  • 6行目はマルチキャストアドレス、7行目はローカル限定のブロードキャストアドレス(特定のサブネットを指定せずに、現在接続しているサブネット内だけに送るブロードキャストであるため、リミテッドブロードキャストと呼ばれる)である。DHCPサーバからIPアドレスの配布を受ける時には、接続先のDHCPサーバのIPアドレスが分からないので、こうしたときにこのリミテッドブロードキャストアドレスが用いられる。
  • これら情報は、コントロールパネルの”ネットワークとインターネット接続”→”ネットワーク接続”でローカルエリア接続のアイコンを右クリックし”状態”を選択してもわかる。

    実際にパソコンからIPパケットを送信するときは、パソコンは自身が持つこのルーティングテーブルをサーチして、そのIPアドレスをどこに送信するかを決める。この方法は、以下のとおりとなる。

  • 送信するIPパケットのあて先IPアドレスを取り出し、サブネットマスクと
    のAND演算を行う。このとき、サブネットマスク長の長いものから順に演算を行うが、これを最長一致検索という。
  • このように順に計算する中で、ルーティングテーブルのあて先ネットワーク(Network Destination)と一致した場合、その行に記載されているゲートウェイからパケットを送信することに決定する。
  • 実際の通信はIPではなくMACアドレスでやりとりされるため、該当ゲートウェイに相当するMACアドレスを知る必要がある。そのため、自分が保有しているARPテーブルを参照するが、ここにエントリが存在しない場合は、ARP要求パケットをブロードキャストしMACアドレスを調べることにより、MACアドレスを決定する。
  • 最終的に上記で決定したMACアドレスへMACフレームが送信、該当ゲートウェイがこのMACフレームを受信する。
  • ゲートウェイはこのMACフレームからIPパケットを取り出し、さらに次のネットワークへの処理へと以降する。
  • ~以上、iTEC 2007ネットワークより参照。

    #最長一致検索についてはこの記事を参照。

    2.PCのIPアドレス等の設定
    PCのネットワークアダプタに設定されたIPアドレス等の情報は、ipconfig /allにて見る事ができる(参考情報)。
    このコマンドを用いると、IPアドレス以外に、DNSサーバやDHCPサーバのIPアドレス、DHCPの有効/無効、APIPA(Automatic Private IP Addressing)(※1)機能の有効/無効、IPアドレスのリース期間等がわかる。
    また、光プレミアムのようなV6ネットワークの場合、IPv6アドレスも割り当てられている事がこのコマンドを打つとわかるが、このうちfe80で始まるものはリンクローカルユニキャストアドレス、それ以外はグローバルユニキャストアドレスとなる(※3)。
    ちなみにCTU設定画面(NTT西日本の”スタートアップツール”から呼び出す)を見ると、ルータ設定機能の中に”DHCPサーバ機能設定”があり、CTUのIPアドレス=192.168.24.1①、払い出し開始IPアドレス=192.168.24.51②となっている。ipconfigで確かめてみると、確かにDefaultGatewayは①、IPアドレスは②となっている。(上記CTU設定についてはNTT西日本のHP(CTUユーザーズマニュアル)にも記載あり)

    (※1)APIPAはWindowsで利用できる自動IPアドレス割り当て機能で、閉じたネットワーク環境で手軽に通信するために規定された特別なIPアドレス(リンクローカルアドレス※2)を設定するものだが、DHCPによるIP取得がうまく行かなかったときなど、勝手に割り当てられてしまうことから、逆にこのアドレスが割り当てられた場合は、IPアドレス設定が正常に行われていないと判断することもできる。
    (※2)リンクローカルアドレス――169.254.0.0~169.254.255.255の範囲のIPアドレスのこと。グローバルアドレスやプライベートアドレスなどのようなIPアドレスの種類の1つ
    (※3)両社とも、インタフェースIDは、PCの電源を入れた時点でMACアドレスから生成される。

    3.光プレミアムのFW設定等について
    CTUの設定は、光プレミアムに付いているスタートアップツールの”CTU設定”から詳細設定ができるが、この設定画面を見ると、CTUにもFW機能があることがわかる。光プレミアムにはセキュリティ対策ソフトもバンドルされていることから、この2つのFW機能でPCが保護されることになる。(Windows自体のFW機能は、セキュリティ対策ソフトが入っている場合はオフにしている場合が多く、我が家のPCもWindowsFWはオフになっている)。


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