連載第6回
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フツーの通信の様子を見よう |
ここでは、http://www.atmarkit.co.jp/top/mainlogo.gifにある画像（図1）を読み出すときの様子を、この解説で利用している同じマシンのEtherealでキャプチャしました。画像のサイズは2757バイトです。キャプチャしたときの画面は画面1のとおりです。
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| 図1 AtmarkITトップページのロゴ。サイズは2,757バイト |
この画面は、データのやりとりを表すものですが、おそらくこの画面だけでは、やりとりをつかみにくいと思います。そこで、ここでは表示内容をExcelで少し整理してみました。
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| 画面1 ロゴ画像のダウンロードをモニタした様子 |
ちなみに、この整理はEtherealの画面を見ながら行ってもいいのですが、ちょっと大変な場合は、キャプチャした内容をテキストファイルに書き出して、それをExcelに読み込んでデータのやりとりを見やすい表の形にすると少し楽になります。キャプチャしたデータをテキストで書き出すには、Etherealの「File」メニューの「Export」を使います。
この方式で書き出したテキストファイルは図2のようになります。ここでは、図で背景を薄いオレンジ色にした部分を抜き出しました。
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| 図2 Etherealのテキスト出力の一部 |
表1がその結果です。Etherealの結果は、A＞B（AからBに向けた通信）、B＜A（BからAに向けた通信）のように、通信の方向と受信した内容が表示されています。それだとちょっと分かりにくいので、ここでは通信の方向に合わせて、自マシンを右に、接続したWebサーバを左に分けて、やりとりのイメージがわきやすいように並べました。
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| 表1 ロゴデータのやりとりを表にしたもの（クリックすると拡大、さらに詳細な情報を表示します） | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
#はやりとりしたパケットの番号、timeは自マシンがパケットを受信した時間、flgは［ACK］など特別な機能を表します。またSeqはシーケンス番号、Ackは肯定確認応答番号、Winはウィンドウサイズ、Lenはデータの長さ、MSS（Maximum Segment Size）は最小セグメントサイズを表しています。ちなみにMSSは、トラックの例でいうとトラックの最大積載量に相当するものです。また備考には、上位プロトコルの情報などを書いています。
#1〜#3ではお互いに［SYN]と［ACK]を送り合っています。これは第1回「TCPの迷宮をさまよってみませんか？」●TCPのキホンのキホンで説明したもので、3ウェイハンドシェークと呼ばれる動作です。この動作で、お互いに通信の開始を確認し合います。
このときお互いに送り合っているMSSは、一度に送れるデータのサイズを表します。本連載のいい方をすれば「トラックに一度に積めるりんごの数」ということになります。これを最初にお互いに知らせ合っておくわけです。
WebブラウザがWebサーバに画像を送るように出しているリクエストは、#4で送っています。ちなみに備考のコマンド内容「GET /top/mainlogo.gif HTTP/1.1」は、コマンドの冒頭を抜き出したものです。送出した全コマンドを見たい場合には、Ethereal画面でそのデータを選択してください。画面2のようにコマンドを見ることができます。
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| 画面2 httpコマンドをEtherealで見る |
また#4への［ACK］を示しているのが#5です。この［ACK］のAck欄に書かれている数値「449」は、次に受信したい情報の番号です。肯定確認応答［ACK]で、次に送ってほしい番号を送ることは、第5回「それでも不正確なデータを受け取ったらどうするの？」●送信データが消えてしまうケースを追うで説明していますので、参照してください。
なお、この数値は1バイトを送るたびに1ずつ増えるようになっています。#4で、シーケンス番号1から始まる、448バイトのデータを送ったところ、#5で送られた［ACK］では、Ackの値が449になっていて、次のデータとして449バイト目から送るよう要求していることが図から読み取れます。
Webサーバからの画像のデータは、#6、#7、#9で送信しています。ここでまず注目する点は、データが3つに分割されていることです。画像のファイルサイズは2757バイトですが、WebサーバがHTTPに関連する情報を加えるので、送り返されるデータはこれより多くなります。しかしトラックのサイズ（MSS）は1414バイトですから、1414バイトずつ、3回に分けて送信されているわけです。
ここで面白いのは、#6と#7は、［ACK］を受信することなく、連続して送信している点です。これは通信の効率を上げるためのTCPの特徴です。［ACK］を受信しなくてもなぜ大丈夫なのかは、第2回「ITオンチにTCPのセボネを見る」●「ひとまとめ」と「連続送り」を図で説明してくださいで説明していますので、参照してください。
ところで、#6、#7と2つのデータを受信しておきながら、Webブラウザは#8の［ACK］を1つだけしか送っていません。これはどうしてでしょうか。この謎を解く鍵は、#8のAckの値が2829になっている点にあります。
#8の［ACK］の値が2829になっているということは、次のシーケンス番号として2829をリクエストしている、ということです。#6でWebサーバが送出したデータは1414バイト、#7でも同じく1414バイトですから、2829バイト目をリクエストするこの［ACK］は、#7に対する［ACK］ということになります。
では#6に対する[ACK]は送らなくてもよいのでしょうか？ そう、送らなくても大丈夫です。その理由は、第5回「それでも不正確なデータを受け取ったらどうするの？」●肯定確認応答が届かないケースを追うに書いてあります。TCPは、途中の［ACK］が到着しなくても、最後のデータに対する［ACK］が受信できれば、そこまではすべてOKと見なします。ここではその特性を積極的に利用して、わざと途中の［ACK］を省略し、最後の［ACK］だけを送ることで、通信効率を上げているわけです。こういった細かいテクニックは実にニクイばかりです。
なお、#9で受信したデータに対する［ACK］は、#10で［FIN］と一緒に送られています。このことは、Ack欄の値が3146になっていることから読み取れます。#9で、シーケンス番号2829で始まる317バイトのデータを受信したので、その次のデータは3146になるわけです。
#10〜#12では、お互いに通信の終わりを表す［FIN］を送り合って通信を終わっています。それぞれが［FIN]を送り合うのは、［SYN]の場合と同じように、相互に通信を終える手順を踏むルールになっているためです。
 道具の準備と使い方 |
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