サービス提供モジュールの表現

[モデル定義]にあったように、サービス提供モジュールには「Service」「Internet」の2種類があります。まずInternetモジュールについてですが、これはL1~L5のすべてのレイヤにおいてノードを1つずつ持ちます。その名の通りInternetという巨大なネットワークそのものを示す特殊なモジュールで、この形態が変化することはありません。それに対しServiceモジュールは、その用途により形態が異なります。例えば、NICを1枚もって、それには1つのIPアドレスが設定され、ポートを1つ解放し、そこで1つのサービスを提供している場合は、Internetモジュールと同様の表現になります。一方、NICを2枚持ってそれぞれで別々のサービス(例えばWebサーバとMailサーバなど)を提供している場合や、さらにはNICは1枚で複数のIPアドレスを持ち、それぞれのIPアドレスで異なるサービスを提供するなど、非常に様々な形態を取り得ます。ここで挙げた例を表現すると左図のようになります。

中継モジュールのモデル表現

L1Rの場合、L2以上では通信の始点・終点・中継点のどの機能も果たすことはありません。そのため、L2以上ではノードを持たないモジュールとなり、左図のように表現されます。

次にL2Rは、通常L2に1つのノードを持ちます。L2RであるスイッチングハブはMACアドレスを持たないため、L2のノードは通信の始点・終点にはなり得ませんが、MACアドレスを解釈して経路選択を行っているため、中継点となるL2ノードを持っています。そしてL2RではL3以上における通信の機能を果たさないため、L3以上ではノードを持たず、右図のように表現されます。

続いてL3Rでは、L3のIPアドレスを解釈して経路制御を行います。2つ以上のネットワークをつなぐという性質上、NICは2つ以上存在し、それぞれが IPアドレスを持ちます。それぞれのNICが1つのIPアドレスを持つ場合、L2にはNICの数だけノードがあり、L3にはL2のノード数に応じたノードが存在します。そしてL3において経路制御を行うため、L3のノード間には同一レイヤ内のリンクが生じます。また、NICが3枚で、それぞれがIPアドレスを1つずつ持つ場合は、L2のノードは3つになり、L3にはL2のノードと同じ数のノードが存在します。NICが2枚のL3Rと、NICが3枚のL3Rの表現を左図に示します。

L4Rでは、ポート番号まで解釈して通信の制御を行います。L3までのノードの数はL3Rと同様で、L4のノード数は、開いているポート数に従ったものになります。1つのIPアドレスで複数のポートを開いている場合は、その数のノードがL4に存在し、それぞれがL3のノードとのリンクを持ちます。そしてL4ノードは通常、異なるL3ノードに属するL4ノード(異なるIPアドレスで解放しているポート)と、パケットを通過させるための同一レイヤ内でリンクを持ちます。右図は、1つポートを開いて中継を行っているL4Rと、2つのポートを開いて中継を行っているL4Rを示したものです。

最後にL5Rでは、サービスとして中継を行います。L1~L4に関してはL4Rと同様にNIC数とそれに応じたIPアドレス数、そして開いているポートの数で各レイヤのノード数が決定されます。L4ノードはそれぞれL5ノードを持ち、L5ノードは中継しているサービス毎に同一レイヤ内でリンクを持ちます。右図は、1つのポートにつき1つの中継サービスを提供するL5Rで、ポートを1つ開いている場合と2つ開いている場合を示しています。