インターネット層

インターネット層は、インターネット プロトコル スイート内のインターネットワーキング方式、プロトコル、および仕様のグループであり、ネットワーク パケットを発信元ホストからネットワーク境界を越えて、必要に応じてIP アドレスで指定された宛先ホストに転送するために使用されます。インターネット層の名前は、ゲートウェイを介して複数のネットワークを相互に接続するという概念であるインターネットワーキングを容易にする機能に由来しています。

インターネット層には、ローカル ノード間のリンク状態を維持する目的を果たし、通常はリンク タイプに固有のパケットのフレーミングに基づくプロトコルを使用するプロトコルは含まれません。このようなプロトコルはリンク層に属します。インターネット層プロトコルは IP ベースのパケットを使用します。

インターネット層における共通の設計側面は、堅牢性の原則である。「受け入れるものには寛容に、送信するものには保守的に」^[1]不正なホストは他の多くのユーザーへのインターネットサービスを拒否する可能性があるためである。

インターネット層には 3 つの基本機能があります。

• 送信パケットの場合、ネクストホップ ホスト (ゲートウェイ) を選択し、適切なリンク層実装にパケットを渡してこのホストに送信します。
• 着信パケットの場合、パケットをキャプチャし、必要に応じてパケット ペイロードを適切なトランスポート層プロトコルに渡します。
• エラー検出および診断機能を提供します。

インターネット プロトコル バージョン 4 ( IPv4 ) では、送信操作と受信操作の両方で、 IP は、たとえばリンク要素の最大転送単位(MTU) に基づいて、パケットの自動または意図的な断片化またはデフラグメンテーションを行うことができます。ただし、この機能はIPv6では削除されました。通信エンドポイント (ホスト) がパス MTU 検出を実行し、エンドツーエンドの転送が検出された最大値を超えないようにする必要があるためです。

インターネット層は、その動作において、信頼性の高い伝送については責任を負わず、信頼性の低いサービスとベストエフォート型の配信のみを提供します。つまり、ネットワークはパケットの適切な到着について一切保証しません。これは、エンドツーエンドの原則と、初期のARPANETで使用されていた以前のプロトコルからの変更に従ったものです。多様なネットワーク間でのパケット配信は、本質的に信頼性が低く、障害が発生しやすい操作であるため、信頼性を提供する責任は、ネットワークではなく、通信パスのエンドポイント、つまりホストに課されました。これが、個々のリンク障害に対するインターネットの回復力と、実証済みのスケーラビリティの理由の 1 つです。サービスの信頼性を提供する機能は、トランスポート層の伝送制御プロトコル(TCP)などの上位レベルのプロトコルの役割です。

IPv4 では、各データグラムのヘッダーを保護するためにチェックサムが使用されます。チェックサムは受信したヘッダーの情報が正確であることを保証しますが、IPv4 では各パケットのデータに発生した可能性のあるエラーの検出は行われません。IPv6 にはこのヘッダー チェックサムが含まれず、代わりにリンク層に依存してチェックサムを含むパケット全体のデータ整合性が保証されます。

インターネット層の主なプロトコルは、インターネット プロトコル(IP )です。IPv4とIPv6の 2 つのバージョンが実装されています。インターネット制御メッセージ プロトコル(ICMP) は、主にエラーおよび診断機能に使用されます。IPv4 と IPv6 では実装が異なります。インターネット グループ管理プロトコル(IGMP) は、IPv4 ホストと隣接するIP マルチキャストルータによって、マルチキャスト グループ メンバーシップを確立するために使用されます。

インターネット プロトコル セキュリティ(IPsec) は、データ ストリーム内の各 IP パケットを認証および暗号化することで IP 通信を保護するためのプロトコル スイートです。IPsec には、キー交換プロトコルも含まれます。IPsec は、1995 年に IPv6 の基本仕様として最初に設計され、^{[2] [3]後に IPv4 に適応され、}仮想プライベート ネットワークの保護に広く使用されるようになりました。

TCP/IPモデルのインターネット層は、開放型システム間相互接続（OSI）プロトコルスタックのネットワーク層（第3層）と直接比較しやすいため、^{[4] [5] [6]}インターネット層はしばしば不適切にネットワーク層と呼ばれることがあります。^{[1] [7]}

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• エンドツーエンドの接続

Wikiversityにはインターネット層に関する学習リソースがあります