ネットワークと コミュニケーション技法 第6回 －コンピュータネットワーク－ 講義内容 １．コンピュータネットワークと通信網 ２．ネットワークアーキテクチャ ３．フレームリレー ４．OCN（オープンコンピュータネットワーク） 2 コンピュータネットワークと利用場面 金融機関で 会社で ・ 学校で ・ ・ 通信回線 道路で 役所で 家で 駅で コンピュータネットワーク コンビニで 車内で レストランで 3 コンピュータネットワークの機能 機能例 情報処理 機能 ・データ処理 ・データベース（データ蓄積と検索） ・メッセージ交換（電子メール他） ・メディア変換（音声⇔文字） 通信処理 機能 ・プロトコル変換 ・アドレス変換 ・メッセージ蓄積（ボイスメール他） ・メッセージ転送 4 クライアントサーバ型処理モデルの例 データベース サーバ 要求 プリンタ サーバ メール サーバ サービス クライアント 5 標準化した通信プロトコルの必要性 標準プロトコルモデル B社のコンピュータ 標準プロトコルを採用 A社のコンピュータ 標準プロトコルを採用 通信 ＯＫ 通信 NG 通信 NG C社のコンピュータ Ｃ社独自プロトコルを採用 6 ネットワークアーキテクチャ コンピュータネットワークにおいて、 端末同士で通信するための規約 （プロトコル）を体系化したもの。 7 プロトコルとは 通信を行うための約束事 フォーマット データ 要求 宛先 宛先 応答 データ プロシージャ （注）フォーマット：通信するための情報の構造 プロシージャ：情報のやり取りの手順 8 基本プロトコルの階層 階層ごとの通信の約 束事がプロトコル ユーザプロセス ユーザプロセス 階層間のやり取りが インタフェース コンピュータ コンピュータ ネットワーク ネットワーク 通信ネット ワーク データリンク データリンク 物理媒体 9 プロトコルの階層化の利点 層ごとにプロトコルがモジュール化されているので、 他の層とは独立して各層の規定を行うことができる。 機器メーカは多様な端末を製造できるとともにサービス事業者 は多彩なネットワークサービスの提供が可能。 １つの通信プロトコル 同軸ケーブルの 場合の規格 誤り制御の手 順 電子メール １つの通信プロトコル 光ファイバー ケーブルの 場合の規格 同軸ケーブルの 場合の規格 取り決め プロトコルの変更有り を変える。 取り決めを変える 必要はない。 プロトコルの変更無 し 誤り制御の手 順 電子メール 10 標準化通信プロトコル(OSI)の適用 OSI: Open Systems Interconnection OSI参照モデル A社のコンピュータ OSI参照モデル準拠プロトコルを採用 B社のコンピュータ OSI参照モデル準拠プロトコルを採用 通信 ＯＫ 通信 NG 通信 NG C社のコンピュータ Ｃ社独自プロトコルを採用 11 OSI参照モデルの位置付け ISO （国際標準化機構） ITU （国際電気通信連合） ・・・ 協議、制定 実際的に作成 OSI参照モデル TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) 忠実に遵守 A社の（標準） 通信プロトコル B社の（標準） 通信プロトコル 処理効率が低 い！ 通信プロトコルの 通信プロトコルの プログラム プログラム ＴＣP／ＩＰのプログラム 実際的で使いやすい！ インターネットで使われている。 通信可能 12 OSIの階層モデル(1) OSI: Open Systems Interconnection ［層］ ［機能概要］ ７ アプリケーション アプリケーション E-mail､Web､運用管理 ６ プレゼンテーショ ン プレゼンテーショ 文字／画像の表現形式 ン ５ セッション セッション プロセス間の論理接続 トランスポート トランスポート 転送データの品質保証 ４ ３ ネットワー ク ネットワーク 宛先までの経路制御 データリンク データリン ク データリンク 隣接間の信頼性転送 物理 物理 物理 電気信号、物理的形状 エンドシステム 中継システム （通信ネットワーク） エンドシステム ネットワーク ２ １ 13 OSIの階層モデル(2) ＯＳＩ参照モデルの分類 第7層 第6層 第5層 アプリケーション層 (application layer) 機能概要 主要規定項目 ファイル転送、メッセージ 通信（E-mail)などユーザ 電子メール、データ の実行するサービス間の ファイル転送他 プロトコル制御 プレゼンテーション層 文字コード、画像データ データの表現形式（文 字のコードなど） (presentation layer) などの表現形式を制御し、 データ形式を確認 通信モードの管理、情報 セッション層 転送に関する通信制御 通信の開始と終了 (session layer) 第4層 トランスポート層 (transport layer) 通信品質を高めるための パケットの誤り検出と 訂正 通信制御 第3層 ネットワーク層 (network layer) 複数ネットワークにおけ るコンピュータ間のデータ コンピュータのアドレス 転送、データ中継機能 第2層 データリンク層 (data link layer) 信頼性の高いデータ伝送、 パケットの識別法 中継機能 第1層 物理層 (physical layer) データの電気信号への 変換と伝送 ケーブル、コネクタの 規格電圧、I/Oの対応14 各種通信プロトコルに対応するOSI参照 モデルの層 （X.25） アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 X.25 ネットワーク層 データリンク層 物理層 X.25: パケット通信端末(DTE: Data Terminal EquipmentとDCE: Data Circuitterminating Equipment)間のインターフェースを規定した通信プロトコル 15 各種通信プロトコルに対応するOSI参照 モデルの層 （イーサネット） アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 イーサネット ネットワーク層 データリンク層 物理層 イーサネット：LANの信号伝送媒体、信号伝送速度、伝送方式の規格 16 各種通信プロトコルに対応するOSI参照 モデルの層 （TCP/IP） アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 TCP/IP トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 17 ＬＡＮの通信プロトコル アプリケーション層 電子メール (SMTP) ＴＣＰ ＩＰ イーサネット プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 18 中継機器の通信プロトコル（ブリッジ） ブリッジ：ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)同士を相互に接続し、 論理的に一つのLANにするために使用される装置の一種。 アプリケーション層 アプリケーション層 プレゼンテーション層 プレゼンテーション層 セッション層 セッション層 トランスポート層 トランスポート層 ネットワーク層 ネットワーク層 データリンク層 データリンク層 データリンク層 物理層 物理層 物理層 コンピュータ ブリッジ コンピュータ 19 中継機器の通信プロトコル（ルータ） ルータ：異なるネットワーク・アドレスをもつローカル・エリア・ネットワーク(LAN) 同士を接続する中継装置。 アプリケーション層 アプリケーション層 プレゼンテー ション層 プレゼンテー ション層 セッション層 セッション層 トランスポート層 トランスポート層 ネットワーク層 ネットワーク層 ネットワーク層 ネットワーク層 データリンク層 データリンク層 データリンク層 データリンク層 物理層 物理層 物理層 物理層 コンピュータ ルータ ルータ コンピュータ 20 中継機器の通信プロトコル（ゲートウェイ） ゲートウェイ：プロトコル体系が異なるネットワークまたはシステム同士を、 プロトコル変換を行うことにより相互接続する装置。 プレゼンテーション層 アプリケー ション層 プレゼンテー ション層 プレゼンテーション層 セッション層 セッション層 セッション層 トランスポート層 トランスポート層 トランスポート層 ネットワーク層 ネットワーク層 ネットワーク層 データリンク層 データリンク層 データリンク層 物理層 物理層 物理層 ゲートウェイ コンピュータ アプリケーション層 コンピュータ アプリケーション層 21 フレームリレー パケット通信のプロトコルX.25を簡略化して高速化を可能とす る通信技術。最大6Mbit/sのサービスが提供可能。日本では、 1993年に商用サービスが開始。 特徴 ◎高速通信 第２層（データリンク層）の再送制御等を簡略化して 高速通信を実現。 ◎ユーザ固有の任意プロトコルの利用が可能 上位プロトコルはユーザに任され、独自プロトコル の使用が可能。 ◎製品化が容易 X.25のシステムとの親和性が高い。 22 X.25パケットとフレームリレー ノード リンク リンク ノード パケット ノード ビット誤り検出 再送要求 次ノードに中継 再送 (a) X.25の中継 リンク リンク ノード ノード ノード 再送無しに中継 (b) フレームリレーの中継 23 フレームリレーのプロトコル OSI参照モデル ・論理チャネル多重 第３層 ・順序外れパケットの （ネットワーク層） 検出及び再送制御 ・タイマ管理 上 位 ・受信情報フレーム 機 ・再送制御 能 ・フロー制御 第２層 （データリンク層） コ ア 機 能 第１層 （物理層） ・フレーム多重化／ 分配（ビット挿入／削 除） ・フレーム長検出 ・エラー検出 電気・物理条件 パケット(X.25) フレームリレー 第３層 （ネットワーク層） 第２層 （データリンク層） 第２層 （データリンク層） コア機能 第１層 （物理層） 第１層 （物理層） 24 フレームフォーマットの比較 フレーム（レイヤ２のデータ単位） パケット（レイヤ3のデータ単位） フ ラ グ F C S パケット ヘッダ部 ユーザデータ （可変長） 制 御 部 アドレス部 フ ラ グ (a) X.25パケットのフレームフォーマット フレーム フ ラ グ F C S ユーザデータ （可変長） アドレス部 フ ラ グ (b) フレームリレーのフレームフォーマット 25 フレームリレーネットワーク構成 フレームリレー インタフェース 非フレームリレー フレームリレー インタフェース インタフェース FRAD ノード （交換機） 中継リンク ノード （交換機） フレーム多重伝送 アクセスリンク ＬＡＮ ＬＡＮ FRAD: フレーム組立・分解装置 26 OCN（オープンコンピュータネットワーク） コネクションレス型通信 1996年、NTTがサービス開始 DNS/メールサーバ ルータ 専用線 インターネットサービスプロバイダ ルータ メール、ニュース FTP、WWW ルータ 他NW 27 OCNネットワーク構成（概念図） インターネット ネットワークサービス プロバイダ 基 幹 系 加 入 者 系 コアネットワーク ゲートウェイルータ 中継回線（専用線、フレームリレー） アクセス ネットワーク 加入者収容ルータ ＤＳＵ LAN （低速アクセス用、 高速アクセス用） ・メタリックケーブル ・光ファイバーケーブル 28 OCN主要サービスメニュー 種類 アクセス速度 サービス名 サービス内容 128kbit/s ＯＣＮ エコノミー ・IPアドレス代行割当 ・ドメイン名代行申請 ・ネットニュース購読等 第一種 ・IPアドレス代行割当 オープンコン ＯＣＮ ・ドメイン名代行申請 1.5Ｍbit/s ピュータ スタンダード ・ネットニュース配送 通信網サービス ＯＣＮ ・メール転送 6Ｍbit/s エンター ・ネットニュース購読等 プライズ 29 課題 １．ネットワークのプロトコルの役割と階層化さ れ ている理由について述べよ。 ２． OSI: Open Systems Interconnection について 説明せよ。 30
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