リンク層は、1つのローカル媒体または仮想リンク上でネットワーク層パケットを運びます。Ethernet と Wi-Fi はフレームの詳細が異なりますが、どちらも IP の下でローカル配送を提供します。
ネットワークの基本 · レッスン 8
リンク層
Ethernet フレーム、近隣探索、スイッチ、ルーターがローカルリンク上でパケットを配送する仕組みを学びます。
Ethernet フレーム
Ethernet フレームは、宛先・送信元 MAC アドレス、EtherType または長さフィールド、ペイロード、フレームチェックシーケンス（FCS）のトレーラーを含みます。物理伝送ではプリアンブルと開始区切りも使います。FCS はリンク上の破損を検出しますが、壊れたフレームの修復や暗号学的な保護は行いません。
Ethernet のフレームチェックシーケンスは何に使いますか？
スイッチとローカル配送
Ethernet スイッチは各ポートで確認した送信元 MAC アドレスを学習し、既知のユニキャストフレームを学習済みの宛先ポートへ転送します。ブロードキャストや一部の未知宛先通信はブロードキャストドメイン内へフラッディングされます。VLAN は1つのスイッチングシステムを別々の論理リンクドメインへ分けられます。
Ethernet スイッチは通常、フレームから何を学習しますか？
次ホップのアドレスを解決する
Ethernet 上の IPv4 では、Address Resolution Protocol（ARP）がリンク上の IPv4 次ホップアドレスを MAC アドレスへ対応付けます。ホストはまず近隣キャッシュを調べ、必要なら ARP 要求をブロードキャストし、所有者または許可されたプロキシが応答します。
リンク外の IP 宛先には、リモート宛先の MAC ではなく、既定または選択したゲートウェイの MAC を解決します。IPv6 は ARP ではなく ICMPv6 上の Neighbor Discovery を使います。
リンク外の IPv4 宛先に対して、ホストが使う MAC アドレスはどれですか？
近隣状態を調べる
IPv4 ARP と IPv6 Neighbor Discovery のエントリーを表示します。
$ ip neighbor show
REACHABLE、STALE、DELAY、PROBE、FAILED などは近隣到達不能検出の状態です。STALE は故障を意味せず、キャッシュした到達性確認が最近のものではなく、利用時に検査できるという意味です。
STALE の近隣エントリーは何を示しますか？
ルーターを越えるカプセル化
送信側は IP パケットを次ホップ宛てのフレームへ入れます。ルーターは受信フレームを検証して外し、IP ヘッダーを処理し、送信経路を選び、そのリンク用の新しいフレームを作ります。受信側はカプセル化を逆順に外し、トランスポートのペイロードを適切なソケットへ渡します。
ルーターで Ethernet フレームが変わる通常の転送中に、変わらないものはどれですか？
レッスン完了
リンク層 を完了しました
1回のローカルリンク配送で IP パケットを追跡できるようになりました。
主な Ethernet フレームフィールドと整合性トレーラーを特定する。
スイッチがローカル転送先を学習する仕組みを説明する。
IPv4 の次ホップは ARP、IPv6 の近隣は NDP で解決する。
近隣キャッシュの状態から過剰に障害を断定せず解釈する。
ルーターが送信リンクごとにフレームを再構築すると理解する。