ＬＡＮシステム （E-Learning用） パソコンをつなぐネットワーク ネツトワークの分類 ・ケーブル接続 ・ＬＡＮ（Local Area Network) ・ピアツーピア型ＬＡＮ ・サーバ型ＬＡＮ ・イーサネット シンイーサネット（１０Ｂａｓｅ２） シックイーサネット（１０Ｂａｓｅ５） ツイストペアイーサネット（１０ＢａｓｅーＴ） ツイストペアイーサネット（１００Ｂａｓｅ－ＴＸ） ツイストペアイーサネット（１０００Ｂａｓｅ－Ｔ） ・トークンリング・トークンバス ・ダイヤルアップネットワーク ・リモートネットワーク ・インターネット H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮとは ＬＡＮとは、「Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」の略であり、 一般的には企業内情報通信網とか、構内網などと訳されている。 つまり、 Ｌ（Ｌｏｃａｌ） ある特定の限られた Ａ（Ａｒｅａ） 地域での Ｎ（Ｎｅｔｗｏｒｋ） データなどを高速に相互接続する ＬＡＮはネットワークの一形態であり、異種の機器と接続するために「通信の為の約束 ごと」、すなわちプロトコル（通信規約）が必要である。 ＬＡＮの研究は１９６０年代から始まり、代表的なＬＡＮである Ｅthernet の起源は １９６８年にハワイ大学で ＡＲＰＡＮＥＴの考え方を基に開発したＡＬＯＨＡシステム にあります。 ・１９８０年 Ethernet Ｖ1.0 ・１９８２年 Ethernet Ｖ2.0 ・１９８５年 IEEE802.3 として標準化 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮの範囲 プロードキャスト・フレーム はここでストップ プロードキャスト・フレーム はここでストップ サーバー ＬＡＮスイッチ インターネット ルーター ルーター ＬＡＮスイッチ ＬＡＮスイッチ ハブ クライアント プロードキャスト・ フレームを送出 クライアント クライアント サーバー ＬＡＮの範囲（ブロードキャスト・ドメイン） H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ネットワークによる実現性 ・資源の共有 プリンタの共有 ディスク装置の共有 ・情報の共有 売上データの共有 顧客データの共有 作成文書などの共有 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r LANの形態（トポロジー） 種別 構成例 端末 特徴・用途 ・当社分散型計算機で採用 ・同軸ケーブルで接続 端末 バス型 端末 端末 端末 端末 端末 端末 制御装置 スター型 端末 端末 「イーサネット」 ・当社の標準ＬＡＮ （ＩＥＥＥ８０２．３ CSMA／ＣＤ） 「イーサネット」 端末 制御装置 端末 リング型 端末 （ＩＥＥＥ８０２．３ CSMA／ＣＤ） 端末 ・光ファイバーに適す （ＩＥＥＥ８０２．５ トークンリング） 端末 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（イーサネット） 標準化されたＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．３）の記号の読み方 （１）ｎ ＢＡＳＥ ｍ 幹線の伝送距離 ｍ 百メートル 伝送方式 ベースバンド方式 幹線のデータ伝送速度 ｎ Ｍｂｐｓ （2）ｎ ＢＡＳＥ- x Ｔ：Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｐａｉｒ Ｃａｂｌｅ 伝送媒体 Ｆ：Ｆｉｂｅｒ（光ファイバー） H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r イントラネット,エクストラネット,インターネット システム的には イントラネット ------ 企業内システム （インターネット上で利用されているさまざまな技術を社内の ネットワーク環境に応用したネットワークシステムのこと） ※インターネットの３大基本技術 ・標準プロトコルのＴＣＰ／ＩＰ ・ＨＴＭＬ ・ＷＷＷ エクストラネット --- グループ企業間システム （関連企業同士で構築されるイントラネットシステム） インターネット ------ 不特定多数システムと呼ばれ、 ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／ internet Protocol）を標準プロトコルとしている。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＯＳＩとは 異機種コンピュータ・システム間で相互接続ができるように、どのような 通信機能を備えているべきかを七つの階層に分けたモデルを、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection ： 開放型システム間相互接続）基本参照モデルと いい、ＩＳＯ (国際標準化機構)とＩＴＵ－Ｔ（国際電気通信連合の電気通信 標準化部門）で標準化が進められている。 ＬＡＮについての規格は、ＩＥＥＥ８０２委員会で制定されており ＯＳＩ 基本参照モデルの下位層(第１層の物理層と第２層のデータリンク層)のプロ トコルについて規定している。 ＊ ＩＥＥＥ（ｱｲﾄﾘﾌﾟﾙｲｰ）---アメリカ電気､電子技術者協会 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＯＳＩ基本参照モデル ＯＳＩ参照モデル ７層 ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ層 ６層 ﾌﾟﾚｾﾞﾝﾃｰｼｮﾝ層 ５層 セッション層 機 能 実際にコンピュータの応用プログラムが利用できるサービスを 提供する。例えば、電子メール、ファイル転送、遠隔ログイン等 データの種類（数値、文字）やデータ形式（ビット数、バイト・ オーダー）の変換を行う。 通信が会話として秩序を保つよう、送信機の制御、同期の確 立法等の制御を行う。（同期式／非同期式、全二重／半二重） ４層トランスポート層 通話品質の保証を行う。（データの誤り検出、回復機能等） 代表的なものにＴＣＰ／ＩＰのＴＣＰプロトコルがある。 ３層 ネットワーク上での経路確立のため、ルーティング（経路選択） や交換機の動作を規定。 ＴＣＰ／ＩＰのＩＰプロトコル等。 ネットワーク層 ２層 データ リンク層 ＬＬＣ ＭＡＣ １層 層 物 理 マシン間でデータを意味のある情報の単位として区切る。この 単位をパケット又はフレームと呼んでいる。 代表的なものにベーシック手順やＨＤＬＣがある。 装置どうしが物理的に接続できるようにコネクタ形状、ピン数、 種類、電気的な特性を規定している。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＯＳＩ モデルを仕事に見立てると ｲﾀﾘｱに至急商 品と書類を送 れ 大阪 Ａ商社 ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ層 ﾌﾟﾚｾﾞﾝﾃｰｼｮﾝ層 ｾｯｼｮﾝ層 ﾄﾗﾝｽﾎﾟｰﾄ層 ﾛｰﾏ Ａ社 担当者が書類の ﾌｫｰﾏｯﾄを揃える 通訳が英語から イタリア語に翻訳 郵便局員が Ａ社に配送 担当者が書類を作成 通訳が共通の 英語に翻訳 文書係がポストに 投函する 〒 荷物は郵便局へ 集められる 非常に早く手 に入ったぞ 中継地 ： ﾛﾝﾄﾞﾝ 〒 郵便局からＡ社へ ﾈｯﾄﾜｰｸ層 ﾛﾝﾄﾞﾝ経由で運ばれる 次はﾛｰﾏまで運ぶ 遂にﾛｰﾏ空港到着 ﾃﾞｰﾀﾘﾝｸ層 乗務員がﾛﾝﾄﾞﾝまで 責任をもつ 乗務員がﾛｰﾏまで 責任をもつ 乗務員が責任を 果たした 飛行機で運ぶ 飛行機で運ぶ 飛行機で運ぶ 物理層 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＣＳＭＡ／ＣＤ イーサネット＝ＣＳＭＡ／ＣＤというぐらいポピュラーな略語です がこれは「Ｃarrier Ｓense Ｍultiple Ａccess With Ｃollision Ｄetection」 （搬送波感知多重アクセス／衝突検出）の頭文字をとったもので あり、一般的なＬＡＮのアクセス制御方式である。 単純に訳すと「キャリア（送信信号）をセンス（検知）して マルチプル（多重）にアクセス（送信）する方式 ＋ コリジョン （衝突）をディテクション（検出）する機能付き」となる。 早いもの勝ち原理で通信を行うため他者が送信中（回線使用 中）に後からアクセスした端末は一定時間待ったのち、再送信 することになる。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のアクセス制御フロー フレーム送信 フレーム組立 ＹＥＳ 送信 延期中か？ ＮＯ 送信開始 ＮＯ ＮＯ 衝突検出か？ ★ジャム信号：送信中に衝突を ＹＥＳ 検出すると衝突を確実にするた め３２ビットの信号を送出する。 全ポートに任意のビット配列を 一定時間（３．２～４．８μｓ） 送出する ★ ジャム送出 送信完了か？ 試行回数＋１ ＹＥＳ ＹＥＳ 試行回数 超過か？ ＊１６回まで ﾊﾞｯｸｵﾌﾀｲﾑ算出 完了：送信正常 完了：過度の衝突誤り H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮの構成（１） （１）ＬＡＮ機器 ●ルータ ルータ＝ルート（経路）＋ｅｒ（する人） ルータは、経路を決定する役割を担っており、主に広域でＬＡＮ同士 を接続（ＷＡＮ）する際に使用される。 各装置に付与されるＩＰアドレス（宛先）により、伝送すべき経路の 判定を行う。 ●ハブ ハブの語源は自転車の車輪の軸のことを指す。 ネットワークの延長（中継）を行い、１０ＢＡＳＥＴの集線装置として 使われている。 ハブに接続されているコンピュータが同時に通信 すると情報の衝突を起こす。 １人が使用している間は他は待たさ れる。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮの構成（２） ●スイッチングハブ イーサネット単位の交換接続を行う。ＭＡＣアドレス（物理 的な機器のアドレス）を見てスイッチング（交換）するため、 衝突なしに伝送できる。 ●トランシーバ 同軸ケーブルを分割し、ＬＡＮを引き込む場合に使用される。 また、同軸ケーブルの代わりに光ケーブルを使用したもの を光トランシーバと呼んでいる。別名メディアコンバータ（MC） と呼ぶ。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮの構成（３） ●ブリッジ ＬＡＮの各セグメントどうしを接続する機器で、ＬＡＮ間で伝送すべき情報と 伝送しなくてもよい情報を選択伝達する。 ●スイッチ ブリッジやルータのように、アドレスをもとに接続先を選択することができ る。 スイッチングハブ や Ｌ３スイッチ がある。 ●ゲートウェイ プロトコルの異なるネットワークどうしを中継するのにプロトコル変換を行う。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＬＡＮの構成（４） （２）ＬＡＮケーブル ●同軸ケーブル インピーダンスが低く、周波数帯域を広くとれる。分散計算 機等のバス型ＬＡＮで使用されている。 ●ツイストペアケーブル 電話線より少し太く、２本の線をよりあわせて１組として、 信号送受のために２組で使用している。今日のＬＡＮの大半 はケーブル布設、変更、構成材料の柔軟性により、このケー ブルが多く使用されている。 ●光ケーブル 低損失、広帯域、無誘導より、大容量長距離ＬＡＮに利用。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r イーサネットケーブル（ツイストペアケーブル） ＵＴＰの基本形は、４対のケーブルであり、それぞれ被覆をかぶった ４対が、１重の外部ジャケットでまとめられたもので単線または撚り 線でできている。 白青 白茶 Ｐ４ 茶 ＃１ピン ＃８ピン Ｐ１ 青 白橙 Ｐ２ 橙 白緑 Ｐ３ 緑 ケーブル構造図 機器との接続にはＲＪ－４５の モジュラープラグを使用しする H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r 芯線とピン番号 １０ＢＡＳＥ－Ｔ／１００ＢＡＳＥ－ＴＸ ストレートケーブル（Ａ） 芯線色 白緑 緑 白橙 青 白青 橙 白茶 茶 ピン番号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ クロスケーブル（Ｂ） ピン番号 芯線色 芯線色 ピン番号 白緑 緑 白橙 青 白青 橙 白茶 茶 白緑 緑 白橙 青 白青 橙 白茶 茶 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ H u m a n ピン番号 芯線色 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ D e v e l o p m e n t 白橙 橙 白緑 青 白青 緑 白茶 茶 C e n t e r ＬＡＮで使用するアドレス • 電話に電話番号があるように、ＬＡＮでも各種アドレスがある。 ある住所にＡさんが住んでいることを仮定する。なお、言語（ﾌﾟﾛﾄｺﾙ）は日本語 （TCP/IP）でやりとりすることとする。 （１）物理アドレス（ＭＡＣアドレス） 住所を意味することになる。誰がその家に住もうが、家を物理的に移動しないと アドレスは不変である。 パソコンを家にたとえると、 それに実装されているＬＡＮ カｰドのアドレス（ＭＡＣアドレス）を指す。 ＭＡＣアドレスは工場出荷時にＬＡＮイン ターフェースに刻まれているため、変更はできない。 （２）論理アドレス（ＩＰアドレス) Ａさんを意味することになる。 Ａさんはどこの住所に住もうがＡさんである。この ＡさんにあたるものがＩＰアドレスである。 Ａさんは住む家を変更できるため、ＩＰア ドレスはパソコン等で設定できる。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＭＡＣアドレスビット構成 （ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ） 製造者コード ３バイト 製品コード ３バイト Ｕ／Ｌビット＝０：グローバルアドレス １：ローカルアドレス Ｉ／Ｇビット＝０：個別アドレス １：グループアドレス ＭＡＣアドレスには、グローバルアドレスとローカルアドレスとがあり、上位 ２Ｂｉｔ目が「０」の場合は（グローバル）アドレスで、「１」の場合は（ロ ーカル）アドレスと識別し、アドレス表示は４Ｂｉｔづつに区切って１６進数 で表します H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＩＰアドレスの目的 • 複雑なネツトワークの中でも最適な宛先 にパケツトを届けること。 • ネットワークに接続されているすべての 端末の中から通信を行う宛先を識別する ときに利用する。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＩＰアドレス設計 ドット付き１０進表記法 32ビットの２進表示を８ビット単位で１０進表示に変える． １１０１００００ １００００００１ ０００００００１ １１００００１１ 208.129. 1.195 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＩＰアドレスのビットパターン ビット数 クラスＡ ７ ２４ ０ ネットワーク番号 ビット数 クラスＢ １ １ クラスＣ １ １ クラスＤ １ １ １ １ １ １ １ ホスト番号 ２１ ８ ネットワーク番号 ホスト番号 １ ２８ １ １ １ ０ ビット数 １６ ネットワーク番号 １ １ ０ ビット数 ホスト番号 １４ １ ０ ビット数 クラスＥ １ マルチキャスト番号 １ １ １ １ １ ０ １ ２７ 予 備（実験用） H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r サブネットマスクの概念 • • • 「Ｉ Ｐアドレス」に「サブネットマスク」をビット単位で「ＡＮＤ演算し、 その結果を「自分のネットワーク番号」とする。 「送信先のネットワーク番号」が「自分のネットワーク番号」と一致 すれば送信先は「自分のネットワーク」内にある。 「送信先のネットワーク番号」が「自分のネットワーク番号」と一致 しなければ送信先は「自分のネットワーク」外にある。その場合、 デフォルトゲートウェイ（外部ルータアドレス）にパケットを送る。 Ｉ Ｐアドレス １７２ Ｉ Ｐアドレス （クラスＢ） １６ ６ １ ２５５ ２５２ ０ １１１１１１１１ １１１１１１１１ １１１１１１００ ００００００００ １７２ 自分のネット ワーク番号 サブネットマスク ＝ 自分のネットワーク番号 １０１０１１００ ０００１００００ ０００００１１０ ０００００００１ ２５５ サブネットマスク × １６ ４ ０ １０１０１１００ ０００１００００ ０００００１００ ００００００００ H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r １７２．１６．４．０ （ローカルネットワーク） サブネットマスクの概念 １７２．１６．６．１（端末のIPｱﾄﾞﾚｽ） 2 1 1番のサブネットの中の ５１３番目の端末 3 5 4 ネットワークアドレス ホストアドレス ローカル ネットワーク Ｉ Ｐアドレス （クラスＢ） サブネットマスク １０１０１１００ ０００１００００ ０００００１１０ ０００００００１ 1番目の サブネット ５１３番目の端末 １１１１１１１１ １１１１１１１１ １１１１１１００ ００００００００ １７２ 自分のネット ワーク番号 ローカル ホス ト １６ ４ ０ １０１０１１００ ０００１００００ ０００００１００ ００００００００ H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ユニキャスト・マルチキャスト・ブロードキャスト ユニキャスト マルチキャスト １：１の通信 特定のグループ内の通信 ブロードキャスト すべての端末と通信 同じデータリンク内に限る H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＡＲＰプロトコル ＩＰアドレスが決っただけでは、物理的にどのホストにデータを届ければ いいのか解らない。 そこでＩＰアドレスと物理的なホストとの関連付けを するプロトコルとして、ＡＲＰプロトコルがある。 ②該当するホストが応答 パケットを返す。 ＡＲＰ応答パケット 自分のＭＡＣｱﾄﾞﾚｽ: 00-A0-C9-95-82-B5 00-D0B7-68-30-62 端末 Ａ ＡＲＰテーブル 192.168.1.4 ＩＰｱﾄﾞﾚｽ： 192.168.1.2 MACｱﾄﾞﾚｽ： 00-A0-C9-95-82-B5 00-A0-C9-95-82-B5 端末 Ｄ 192.168.1.1 端末 Ｃ 192.168.1.2 ③次回使用する時の 為に内容を保存。 端末 Ｂ 192.168.1.3 ①ＡＲＰ要求パケットを全ホストに送信 ＡＲＰ要求パケット 自分のＭＡＣアドレス ：00-D0B7-68-30-62 自分のＩＰアドレス ：192.168.1.4 問合せたいＩＰｱﾄﾞﾚｽ ：192.168.1.2 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＭＡＣアドレスの書き換え 相手ＩＰアドレス２０３．１０１．２．１０ 次のルータのＭＡＣアドレスを毎回書き換える ＭＡＣアドレスを問合せる ＭＡＣアドレスを問合せる パケット ルータＢ コンピュータＡ ＩＰｱﾄﾞﾚｽ：210.131.100.1 MACｱﾄﾞﾚｽ：11:21:FF:1A:4B:23 ＩＰｱﾄﾞﾚｽ：210.131.100.100 MACｱﾄﾞﾚｽ：00:33:AE:FF:1A:2B ルータＤ ルータＣ ＩＰｱﾄﾞﾚｽ：182.220.3.20 MACｱﾄﾞﾚｽ：25:21:AA:FF:1A:B2 ＩＰｱﾄﾞﾚｽ：202.23.101.1 MACｱﾄﾞﾚｽ：01:35:A6:FF:1A:23 コンピュータＥ ＩＰｱﾄﾞﾚｽ：203.101.2.10 MACｱﾄﾞﾚｽ：5A:1C:01:22:35:21 ＡＲＰによって隣接のルータへＭＡＣアドレスの問いかけを行い、ＭＡＣアドレスを取得 して、そのＭＡＣアドレスでパケットを送信する。 MACアドレスはパケットのヘッダーに付加され、中継機器を経由するたびに 次々に書き換えられていく。 コンピュータＡは最初にルータＢのＭＡＣアドレスをヘッダーに付加する。次 にルータＢは自分のＭＡＣアドレスなのでパケットを受け取るが、ヘッダーに 記録されているＩＰアドレスは自分のものではないので、次にＭＡＣアドレスの ヘッダーをルータＣのＭＡＣアドレスに書き換えてパケットを送出する。 中継機器を経由する間は、相手先のＩＰアドレスはコンピュータＥのままであ り、これは書き換わることはない。 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＩＣＭＰプロトコル IPアドレスは サーバー ＩＰデータグラムを送受信する際には、通信経路上でエラーが発生することもある。 それらのエラーを表現するのに使われるのがＩＣＭＰプロトコル。 １９２．１６８．０．１ ３ ネットワークの状態を把握するための基本コマンドｐｉｎｇのしくみ ｐｉｎｇは相手先ホストが正常に動作しているかを確認するコマ ンドである。ＩＣＭＰと呼ぶプロトコルのエコー要求とエコー応答 という２つのメッセージを使う。 １ パケットの内容から ＩＣＭＰのエコー要求 と判断して応答する 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 Pingコマンドを入力 C:\>ping 192.168.0.1 pingコマンド 目的ホストのＩＰアドレス を入力 またはホスト名を入力 Ｉ ＣＭＰのエコー要求 メッセージを送出 ２ ４ ５ Ｉ ＣＭＰのエコー応答 メッセージを送出 エコー応答メッセージの内容を表示 Reply from 192.168.0.1: bytes=32 time=11ms TTL=128 指定したホストから 応答があった ３２バイトのデータを送受信し、 往復時間は１１ミリ秒 H u m a n D e v e l o p m e n t C e n t e r ＫＡＮＳＡＩ Human Development Center
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