データリンク層のプロトコル―役割やPPPoEのブリッジ機能などの解説。

トップテクノロジ系技術要素ネットワーク通信プロトコル データリンク層のプロトコル

ARP など、TCP/IPネットワークにおいて使用されるデータリンク層レベルのプロトコルの役割や機能をまとめています。またPPPoEブリッジ機能などの解説しています。

1. データリンク層のプロトコルとは

データリンク層のプロトコルは、OSI基本参照モデルでモデル化している7階層の1つで、第2階層にあたるプロトコルです。直接接続された機器間でのデータフレームの識別やノード間で信頼性の高いデータ伝送を保障し、中継局間のデータ伝送を確実に行うという役割や機能があります。

2. ARP

ARPとは、Address Resolution Protocolの略で、IPアドレスからMACアドレスを得るプロトコルです。 ARPについて見ていきます。

ARPの概要

ARPはアドレス解決のためのプロトコルです。宛先IPアドレスを手掛かりにして、次にパケットを受け取るべき機器のMACアドレスを知りたいときに利用します。宛先のホストが同一リンク上にない場合には、次ホップのルーターのMACアドレスをARPで調べることになります。このARPはIPv4でのみ利用され、IPv6では利用されません。 IPv6ではARPの代わりにICMPv6の隣探索メッセージが利用されます。

ARPリクエストとARPリプライ

ARPは、IPアドレスがわかっている相手の物理アドレスであるMACアドレスを知るために使われます。

Ethernetで通信を行うホストは、ARPテーブルと呼ばれるIPアドレスとMACアドレスの対応表をもっていて、 ARPテーブルを参照しながら、EthernetフレームにIPパケットを格納します。

相手のIPアドレスを指定したARPリクエストをネットワーク上の全システムに送ります（ブロードキャストといいます）。指定されたIPアドレスに対応するシステムは、その物理アドレスとIPアドレスを組みにしたARPリプライを問い合わせシステムに送り返します。

3. RARP

RARPは、Reverse Address Resolution Protocolの略で逆アドレス解決プロトコルのことをいいます。 MACアドレスからIPアドレスを求める機能があります。

4. SLIP

SLIPとは、Serial Line Internet Protocolの略で、PPPが主流になる以前に使用されていた、TCP/IPでインターネットに接続するためのデータリンク層のプロトコルです。

ダイアルアップ接続を行うときに使用されるプロトコルには、SLIPとPPPがあります。ただし、現在では一般的にPPPが用いられています。

5. PPP

PPPとは、Pointo to Point Protocolを省略で、二つのノード間で通信するための物理層／データリンク層のプロトコルです。

PPPは、WANを介して二つのノードをダイアルアップ接続するときに使用されるプロトコルで、リンク制御やエラー処理機能をもちます。ダイアルアップ接続やシリアル回線接続など、特定の二つのノードが1対1で直接接続されている通信回線で、ユーザ認証や使用するプロトコル、アドレス、圧縮やエラー訂正方法などをネゴシエートし、さまざまなプロトコルを使ったデータ転送を可能にします。

6. PPPoE

PPPoEは、Point to Point Protocol over Ethernetの略で、PPPをEthernet上で利用できるようにしたプロトコルです。 ADSLや光ファイバー、CATVなどの常時接続のインターネット接続サービスを利用する際に多く利用されています。

PPPoEブリッジ機能

PPPoEブリッジ機能は、ADSLモデムやブロードバンドルータなどが持つ機能の一つで、ネットワーク内部から外部へのPPPoE接続を中継する機能です。

データリンク層のプロトコルに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではデータリンク層のプロトコルに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

もっと知識を広げるための参考

ネットワーク
通信プロトコル、osi基本参照モデル7階層の覚え方などネットワーク関連の知識をまとめています。
テクノロジ系
情報処理試験対策用のサイトオリジナル教科書をテーマにテクノロジ系の知識をまとめています。

更新履歴

2018/11/10 記事をUPしました。

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