• インターネットの通信はTCP/IPモデルという階層構造で整理される
• 各層が役割を分担し、上位層は下位層の仕組みに依存する

• ネットワーク上の機器を識別するための住所
• IPv4：192.168.1.1 のように8ビットずつ4つに区切った32ビットの数値

• LAN（Local Area Network）：社内やビル内など限られた範囲のネットワーク
• WAN（Wide Area Network）：地理的に離れた拠点間を結ぶ広域ネットワーク
  • MPLS-VPNや専用線などの閉域網もWANの一種（こちらは比較的安全）
  • インターネット（公衆網）もWANの一種（こちらは信頼できない）
• セキュリティの文脈では「内部ネットワーク（LAN）は比較的安全、インターネット側は危険」という前提で設計されることが多い
  • 近年は内部ネットワークも侵害されうる前提で、アクセスを都度検証する（ゼロトラスト）考え方が広まっている

• IPアドレスはネットワーク部とホスト部に分かれる
• CIDR表記：192.168.1.0/24 → 上位24ビットがネットワーク部
• サブネットマスク：255.255.255.0 → 同じ意味
• /24 なら同一ネットワーク内に最大254台（2^8 - 2）のホストを配置できる

• 同一ネットワーク内の全端末にパケットを一斉送信する仕組み
• 宛先IPにブロードキャストアドレス（例：192.168.1.255）を指定する
• 攻撃に悪用されることがある（後のセキュリティ講義で扱います）

• ネットワーク機器（NIC）に割り当てられた物理的な識別子
• 00:1B:44:11:3A:B7 のような48ビットの値
• IPアドレスが「住所」なら、MACアドレスは「名前」のようなもの
• LAN内の通信ではMACアドレスを使って宛先を特定する

• IPアドレスからMACアドレスを求めるプロトコル
• 通信の流れ：
  1. 「192.168.1.20 のMACアドレスは？」とLAN内にブロードキャスト（ARP要求）
  2. 該当する端末が「00:1B:44:11:3A:B7 です」と応答（ARP応答）
  3. 応答結果をARPテーブルにキャッシュして次回以降はキャッシュを使う

sequenceDiagram
    participant A as 端末A<br>192.168.1.10
    participant Broadcast as LAN内全端末<br>(ブロードキャスト)
    participant B as 端末B<br>192.168.1.20
    A->>Broadcast: ARP要求「192.168.1.20 のMACアドレスは？」
    Note over Broadcast: LAN内の全端末が受信
    B-->>A: ARP応答「00:1B:44:11:3A:B7 です」
    Note over A: ARPテーブルに<br>192.168.1.20 → 00:1B:44:11:3A:B7<br>をキャッシュ

• トランスポート層の2大プロトコル

• TCPで通信を開始する前に、送信側と受信側で接続を確立する手順

sequenceDiagram
    participant C as クライアント
    participant S as サーバー
    C->>S: ① SYN「接続したい」
    S-->>C: ② SYN-ACK「OK、こちらも接続したい」
    C->>S: ③ ACK「了解、接続確立」
    Note over C,S: データ通信開始

• コネクション確立がないため、送信元IPアドレスの偽装（なりすまし）が容易
• この特徴がさまざまな攻撃に悪用される

sequenceDiagram
    participant C as クライアント
    participant S as サーバー
    Note over C,S: TCPと違い接続確立なし
    C->>S: データ送信（送信元IPの検証なし）
    Note over S: 送信元IPが本物か<br>確認する手段がない

セキュリティ講義で登場するプロトコルを簡単に紹介します。

• ネットワークの疎通確認や障害通知に使用
• ping コマンドはICMPエコー要求/応答を使っている
• ポート番号の概念がない（IP層で直接動作する）

• ドメイン名（例：example.com）をIPアドレスに変換する
• 主にUDPの53番ポートを使用
• 問い合わせは小さいが、応答は大きくなることがある（増幅性）

• ネットワーク上の機器の時刻を同期するプロトコル
• UDPの123番ポートを使用
• 小さな要求に対して大きな応答を返す機能がある

• トランスポート層でアプリケーションを識別するための番号（0〜65535）
• IPアドレスが「住所」なら、ポート番号は「部屋番号」