ネットワークアーキテクチャ 第02回(2003/10/06) 「回線交換とパケット交換」 村井 純 2016/7/9 Network Architecture 2003f 2003年度秋学期授業日程 09/29 10/06 10/13 10/20 10/27 11/03 11/10 11/17 11/24 11/26 12/01 12/08 12/15 12/22 ～ 01/08 01/12 01/19 2016/7/9 （最新情報はSoI*で確認してください） (1) 講義概要/インターネットのアーキテクチャ (2) パケット交換と回線交換 今日はここ 体育の日 (3) 階層モデルとIP(Internet Protocol) (4) 識別子 文化の日 (5) データリンク (6) ルーティング 勤労感謝の日の振替休日 (7) TCP/UDP (8) DNS (9) セキュリティ (10) モバイル (11) サーバ/クライアント ・ P2P 冬休み (12) これからのシステム 成人の日 (13) 最終試験 Network Architecture 2003f <-(水曜日) <-(木曜日) 今日のお品書き 電話のアーキテクチャ（おさらい） 回線交換 パケット交換 階層化について 2016/7/9 Network Architecture 2003f 電話のアーキテクチャ（おさらい） 2016/7/9 Network Architecture 2003f 基本的な電話のアーキテクチャ 受話器を取ると交換機から電流が流れ、 電話回線が繋がる。 2016/7/9 Network Architecture 2003f 電話のネットワークアーキテクチャ そこで、中央の交換機が電話回線を切り替えること によってコミュニケーションを仲介する。 交換機 2016/7/9 Network Architecture 2003f 通話の手順 受話器を取ると交換機のバッテリーから電流が流れ、 通話をしようとしていることが分かる。 もしもし？ 交換機のスイッチが閉じて 回線が繋がる。 発呼信号 発信音（ツー） 選択信号（電話番号） はいはい？ 呼出し音（ﾌﾟﾙﾙﾙ） 呼出し信号 （ベル鳴らせ！） 応答信号 （＝電流が流れる） 2016/7/9 Network Architecture 2003f 交換機 バッテリー 回線交換 2016/7/9 Network Architecture 2003f 回線交換 • 相手と直接繋がる回線を用意して通信するモデ ル • 特徴 – 通信が始まる前に回線が確保される – 通信が終わるまでずっと接続したまま • 代表的な例 – 電話 2016/7/9 交換機 Network Architecture 2003f 回線交換 • 電車みたいなもの？ – – – – 経路は駅員さんが決めてくれる 道(線路)が確保されている 基本的に邪魔が入らない １号車から順番に着く 駅 2016/7/9 １ ２ ３ Network Architecture 2003f 回線交換 • 利点 – 誰かに邪魔されることがない – 常に一定の帯域幅が保証される 2016/7/9 Network Architecture 2003f 回線交換 • 欠点 – 何もしゃべっていなくても回線は占有されたまま – 占有している回線の距離と時間に応じたコストがかか る 2016/7/9 Network Architecture 2003f パケット交換 2016/7/9 Network Architecture 2003f パケット交換 • 分割したデータをリレーしながら相手まで届ける 通信モデル • 特徴 – みんなで回線を共有する – 順番通りに届くとは限らない 2016/7/9 Network Architecture 2003f パケット交換 送信先 送信元 2016/7/9 Network Architecture 2003f パケット交換 • 車みたいなもの？ – – – – 2016/7/9 行き先は標識を見て決める 道はみんなのもの 同時に出発しても誰が早く着くかわからない バイクでも走れる Network Architecture 2003f パケット交換 • 利点 – 回線を占有する必要がない – 多地点間で通信できる B B B B C C A 2016/7/9 C Network Architecture 2003f C C パケット交換 • 欠点 – 恒常的な品質を保つのが難しい – ルールを守らないやつがいると困る 2016/7/9 Network Architecture 2003f 階層化について 階層化の概念 OSI7層モデル 2016/7/9 Network Architecture 2003f 計算機の通信アーキテクチャを考える 登場人物１ ハードウェア 登場人物は３人 •ハードウェア •OS •アプリケーション 登場人物３ アプリケーション WEBブラウザ LANカード メーラー 登場人物２ OS ケーブル デバイスドライバ システムコール ネットワークゲーム 2016/7/9 Network Architecture 2003f 役割分担：階層モデル（言語伝達） 発話者 聞き手 伝えたい情報 情報を獲得 思考から言葉 への変換 言葉・音 言葉・音 空気 2016/7/9 Network Architecture 2003f 役割分担：階層モデル（デジタル情報の伝 達） 発信者 受信者 伝えたい情報 情報を獲得 思考から言葉 への変換 デジタル情報 として入力 文字・信号 ネットワーク 2016/7/9 Network Architecture 2003f 階層化とその意義 • 責任範囲の限定 • 各階層が独立 – 各階層は 自分の階層の 仕事のみに責任を持つ – 自分の上下の階層とのみ やりとりを行う – 共通のインターフェイス – 同一レベルの階層同士を 交換出来る • 例: 電車と駅の階層化 湘南台 湘南台駅 上りホーム 新宿駅 西口改札 改札の中 小田急 小田急 山手線 ホーム のホーム 線路 線路 2016/7/9 三田 改札の中 西口改札 改札の中 田町駅 Network Architecture 2003f 山手線 山手線 のホーム 線路 OSI７層モデル 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 データリンク層 データリンク層 データリンク層 物理層 エンドノード 2016/7/9 物理層 中継ノード Network Architecture 2003f 物理層 エンドノード インターネットの階層化 送信元から中継ノード(ルータ)を通ってあて先に 到達する例 FTP FTP TCP TCP IP IP Ethernet/10M CAT5 エンドノード 2016/7/9 10M IP 100M CAT5 CAT5 中継ノード Network Architecture 2003f 100M/Ethernet CAT5 エンドノード プロトコルスタックとカプセル化 ビルからビルの間で荷物を送るとき、上の階から各階で順番にラッピングをする 受け取った荷物は、ラッピングを順番にほどいていく 包装紙をかける リボンを付ける 宛先をつける 宛先 2016/7/9 宛先 Network Architecture 2003f プロトコルの階層化 ping HTTP,MAIL TCP nfs,Domain UDP IP ICMP ARP transport layer IGMP network layer RARP hardware interface media 2016/7/9 application layer Network Architecture 2003f data link layer
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