イーサネット(Ethernet)

→ネットワーク関連

→IP(Internet Protocol)関連

→スイッチングハブ

→LANの物理層

話題†

• 10年で30倍に増えるトラフィック　「分散化」実現にIPoEの価値 (1/2) 2022.2

• PPPoEとは？IPoEの5つの違いやIPv4・IPv6との組み合わせを知ろう | テックマガジン from FEnetインフラ

• OCN｜PPPoE方式とIPoE方式との違い　IPoE(IPv6)インターネット接続申込受付 2022.2
  • 「IPoE」とは、フレッツ網からインターネットに接続するための新しい接続方式のひとつで、ほかにも従来型の「PPPoE」という接続方式があります。
  • IPoE：IP over Ethernetの略。イーサネットを使ってIPパケットを伝送するインターネットの通信方式
  • PPPoE：Point-to-Point Protocol over Ethernetの略。イーサネットを使ってPPPというプロトコルを伝送する通信方式。インターネットの利用者とISP事業者間の接続で多く利用されています。

• さよなら、僕が知っていたイーサネット 2011.5.31
  • コリジョンもなく、ループ構造もOKになった

概要†

• データリンク層のプロトコルの一つ。他のプロトコルとしてトークンリング、FDDI(Fiber-Distributed Data Interface)がある
• 半二重モード
• DIX仕様とIEEE仕様で異なる。

イーサネットのフレーム†

• 以下のブロックから形成される
  • プリアンブル(8byte) 0xAAAAAAAAAAAAAAAB
    • 最後の1byteだけSFDとして別扱いの記述もある
  • 宛先MACアドレス(6byte)
  • 送信元MACアドレス(6byte)
  • タイプ(2byte):上位プロトコルを示す。
    • 0x0800:IPv4
    • 0x0806:ARP
    • 0x8100:IEEE802.1Q(=タグVLAN)
    • 0x86DD:IPv6
    • 0x8809:IEEE802.3ad(=リンク・アグリゲーション)
    • 0x8863:PPPoE ディスカバリステージ
    • 0x8864:PPPoE セションステージ
    • 0x888E:EAPoL (EAP on LANs)

• データ(46〜1500byte)
• FCS(4byte) Flame Check Sequence

• 64byte〜1526byteの可変長

• 参考：http://www.k5.dion.ne.jp/~netech/ethernet/ether2.html

Macアドレス【Media Access Control Address】†

• ネットワークに接続されている各ホストを区別するために利用されるハードウェアのアドレス。
• EthernetカードやFDDIではIEEE802.3という国際規格によって規格化された48ビットの長さの識別番号を用いている。
• ipconfig出力例

  Physical Address. . . . . . . . . : 00-90-CC-20-4E-EC

• ハードウェアに焼きこまれていて、同じMacアドレスのハードウェアは世界で一つしかない(※2022時点では、そうでもない。下記「MACアドレスのランダム化」を参照）
• Macアドレスの前半は、メーカーの識別番号、後半がハードウェアの識別番号になる。
• レイアウト
  

• 製品につける番号が24ビットしかないのでは1600万台程度にしか割り振れなくて大丈夫か？と思うかも知れないが、前半24ビットのメーカー識別番号（OUI)は同じメーカーがいくつでも取得できるので問題なし。

アドレスの種類†

• ユニキャストアドレス：１対１通信用
• ブロードキャストアドレス：全員宛 FF-FF-FF-FF-FF-FF
  • ブロードキャストを転送する範囲をブロードキャストドメインと呼ぶ
• マルチキャストアドレス：特定のグループ宛。I/Gビット(左から8bit目=先頭バイトの最下位bit)が１になるアドレス。
  • IPアドレスでのマルチキャストアドレス（先頭が1110で始まる）と混同しないこと
  • 参考：http://www.k5.dion.ne.jp/~netech/ethertr/ethertr4.html

MACアドレスのランダム化†

• MACアドレスの再利用は、みんなが思っているよりもはるかに一般的:Geekなぺーじ 2020

• 【MACアドレス重複・競合】の原因と影響、調査方法、IPv6 Link-Localアドレスとの関係 | SEの道標 2019

• 【iOS14】iPhoneのMACアドレスをランダム変更する設定にしたらWi-Fiのセキュリティが格段にアップしたので紹介します - iPhone大陸 2021.3
• MACアドレス ランダム化の影響 | ネットワンシステムズ 2021.2
  • ランダム化有無は、MACアドレスの1st Octetを見て判別することができます。MACアドレスは12文字の16進数で表現されますが、このうちの先頭から2文字目が 2, 6, A, E のいずれかだったとき、ランダム化されたものである可能性があります。2文字目が 2, 6, A, E ではなかった場合はランダム化されていないピュアなアドレスと言えるようです。
  • MACアドレスのランダム化が行われる場合、MACアドレス1st OctetにあるU/L bitに1、I/G bitに0が割り当てられます。これを16進数表記に直すと2文字目が 2, 6, A, E のいずれかになり、このことからMACアドレスのランダム化有無を判別できそうです。

• Windows 10でWi-Fi接続時にMACアドレスをランダムに変更するか設定する方法 | NOV-LOG. 2021.10
  • ※ランダム化されたMACアドレスはU/Lビットが立っているのでOKらしいが…LAN内でレアな確率で重複しないのだろうか？← arp -a コマンドみたいなことをやって重複しない値を選ぶのだろうか？

• Lesson4：MACアドレスは起動時に設定，ソフトウエアで変更が可能 | 日経クロステック（xTECH） 2007.9
  • ベンダーが設定するMACアドレスは，LANカードの中にある専用メモリーに書き込まれている（図4）。パソコンを起動すると，OSのドライバがこのMACアドレスを読み出し，MAC処理の専用LSI（LANコントローラ）に書き込む。これで，LANカードは自分に割り当てられたMACアドレスを知るわけだ。
  • 万が一，LAN上でMACアドレスが重複すると，データが届いたり届かなかったりして満足な通信ができなくなるのだ。そのため，ベンダーが設定しているMACアドレスは書き換えないのが望ましい。

10GBitイーサネット†

IEEE803.3ae†

• 光ケーブル用の規格
• 10GBASE-SR/SW
• 10GBASE-LX4
• 10GBASE-LR/LW
• 10GBASE-ER/EW ... 最大伝送距離40km

• 光源の波長
  • S:850nm
  • L:1,310nm
  • E:1,550nm

• 用途
  • R:LAN用
  • W:WAN用 ... MACフレームはSONET/SDHと互換性があり、そのペイロードに格納されて伝導される

• 全二重モードのみ。半二重モードなし

IEEE803.3an†

• ツイストペアケーブル用の規格
• 10GBASE-T

解説ページ†

• 10Gbpsイーサネットの登場とRPR

フラッディング†

• 受信ポート以外のすべてのポートに転送すること
• フラッディングの対象
  • ユニキャストフレームのうち未学習のもの
  • マルチキャストフレーム
  • ブロードキャストフレーム

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