Introduction

ネットワーキングの基礎（CCNA1 ２章）

ネットワーキング用語


規模（LAN、WAN、…）、歴史、トポロジ
帯域幅について

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単位、スループット
ネットワークシステム基礎
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データネットワーク

データを共有するための技術



各企業の個別開発 → 独自規格：互換性なし
LAN規格の統一 → 互換性、安定的な開発
ネットワーク規模の拡大
MAN（Metropolitan
Area Network）
都市間
１ｍ～１ｋｍ
LAN
∧
MAN
∧
WAN
通信距離だけでなく、
技術も異なる
LAN（Local Area Network）
部屋、建物、キャンパス内
１ｍ～１ｋｍ
WAN（Wide Area Network）
地域間、国家間、大陸間
１ｍ～１ｋｍ
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ネットワークシステム基礎
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インターネット接続の歴史
1890
Bell電話の発明、1901 Marcorni 大
西洋横断無線通信
1920
AMラジオ、1939 FMラジオ
1940年代第2次世界大戦
1947 Shockley,Bardon,Brittain トランジ
スタの発明
1948 Shanonn 情報理論を発表
1950年代 IC（Integrated Circuit)の発明
1960年代メインフレームコンピューティング
1962 Baran パケット交換に着手
1969 ARPANET（UCLA,UCSB,ユタ大、ス
タンフォード大）が創設
1970年代デジタルICの普及、パーソナルコン
ピュータの登場（Apple)
1970 ALOHANET（ハワイ大）
1972 Tomlinson 電子メールプログラムを
作成
1973 KirnとCerf TCP/IPの前身を研究、
ALPANETがロンドンカレッジ大やノル
ウェーと接続、国際化
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1974
BBNがALPANET上でTelnet
1980年代 PCとUNIXベースのミニコンが普及
1982 ISOがOSIモデルを提唱
1983 TCP/IP
1984 DNSの登場、インターネット接続ホス
ト数1,000台
1986 米 NSFNET（56kbs）
1987 インターネット接続ホスト10,000台
1989 インターネット接続ホスト100,000台
1991 WWW（World Wide Web)誕生
1993 最初のWebブラウザMosaic登場
1994 Netscape Navigator登場
1996 インターネット接続ホスト1,000万台
1997 米 ARIN 設立
2001 インターネット接続ホスト1,100万台
ネットワークシステム基礎
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ネットワーキングデバイス

ホスト


PC, ワークステーションなど。NIC（ネットワークインタフェースカード）
でネットワークメディアに接続。
ネットワーキングデバイス
リピータ：信号を
再生成して伝達距
離を延ばす
ブリッジ：送信デー
タフォーマットを変更
し、LAN間接続を提
供する
ハブ：接続を
集約化する
スイッチ：必要と
する接続先にのみ
データを送るよう
高度な転送管理を
行う
クラウド
ルータ：総合的な転送管理ができ、離れた
LAN間やWANとの接続ができる
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物理トポロジ


各トポロジのの長所と短所は？
ネットワーク機器の相互接続とトポロジの関係は？
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ネットワークプロトコル
プロトコル
ネットワーク上のデバイスの通信方
法を規定する、ルールや規則の
セット


データ通信のあらゆる局面を制御





物理ネットワークの構築方法
コンピュータがネットワークに接続す
る方法
送信データのフォーマット
データの送信方法
エラーの処理方法

プロトコル規定団体





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IEEE（Institute of Electrical and
Electronic Engineers、電気電子
学会）
ANSI（American National
Standards Institute、米国規格
協会）
TIA（Telecommunications
Industry Association）、EIA
（Electronic Industries Alliance、
電子工業会）
ITU（International
Telecommunications Union、国
際電気通信連合）
ISO (International Organization
for Standardization、国際標準
化機構）
6
LAN(ローカルエリアネットワーク)



設計目的
 限定された地域
 広帯域メディアへのマルチアクセス
 ネットワークをローカル管理でプライベートに制御
コンポーネント
 コンピュータ
 ネットワークインタフェースカード
 周辺機器
 ネットワーキングメディア
 ネットワークデバイス
LANテクノロジ
 イーサネット
 トークンリング
 FDDI
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WAN（ワイドエリアネットワーク）

設計目的






LANとLANを相互接続
広い地域にわたって通信すること
ユーザが別のユーザとリアルタイムで通信すること
ローカルサービスに接続されているリモートリソースを常時提供すること
電子メール、インターネット、ファイル転送、e-コマースのサービスを提供する
こと
WANテクノロジ






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モデム
ISDN（Integrated Services Digital Network、サービス統合デジタル網）
DSL（Digital Subscriber Line、デジタル加入者線）
フレームリレー
T1、E1、T3、E3
SONET（Synchronous Optical Network、同期式光ファイバ網）
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VPN(バーチャルプライベートネットワーク)

共用型の公衆ネットワーク上に、安全で信頼性
の高い接続を提供するサービス



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イントラネット
エクストラネット
アクセスVPN
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帯域幅

定義


「一定時間内にネットワーク接続の中を流れることが
できる情報量」
帯域幅を重要視する理由




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メディアで情報を送るときに使われる物理的な特性と
テクノロジの制限を受ける
無料ではない
ネットワークのパフォーマンスに多大な影響
ストリームビデオや音声などのコンテンツを配布する
ために需要が増加
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帯域幅のアナロジー（喩え）（１）

水道管

帯域幅：水道管の太さ

ネットワークデバイス：ポンプ、バルブ、水道器具、蛇口

パケット：水
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帯域幅のアナロジー（２）

高速道路

帯域幅：車線の数

ネットワークデバイス：乗入れ車線、信号機、標識、地図

パケット：自動車
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ネットワークシステム基礎
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帯域幅の単位
帯域幅の単位
短縮形等量
ビット/秒
ｂｐｓ
１ｂｐｓ＝帯域幅の基本単位
キロビット/秒
ｋｂｐｓ
１ｋｂｐｓ＝1,000 ｂｐｓ＝10 3 bps
メガビット/秒
Mbps
1 Mbps= 1,000,000 bps=10 6 bps
ギガビット/秒
Gｂｐｓ
1 Gbps=1,000,000,000 bps = 10 9 bps
テラビット/秒
Tbps
1 Tbps=1,000,000,000,000 bps= 10 12 bps
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最大帯域幅と長さ制限


LAN
典型的なメディア
最大帯域
幅
最大長
50Ω同軸ケーブル
10Mｂｐｓ
500m
WAN
(10BASE5イーサネット、
シックケーブル）
カテゴリ5 UTPケーブル
10Mｂｐｓ
100m
100Mｂｐｓ
100m
100Mｂｐｓ
220m
(10BASE-T イーサネット）
カテゴリ5 UTPケーブル
(100BASE-TX イーサネット）
マルチモード光ファイバ
(62.5/ 125μm,
100BASE-FX イーサネット）
マルチモード光ファイバ
1000Mｂｐｓ
550m
1000Mｂｐｓ
5000m
典型的なメディア
最大帯域幅
モデム
56 kbps
DSL
6.1 Mｂｐｓ
ISDN
128 kｂｐｓ
フレームリレー
56 kｂｐｓ～
44.736 Mbps
T1
1.544 Mｂｐｓ
E1
2.048 Mｂｐｓ
(50/ 125μm,
1000BASE-SX イーサネット）
マルチモード光ファイバ
(9/ 125μm,
1000BASE-LX イーサネット）
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スループット
特定の時刻に、特定のインターネットルートを使って、ネットワーク上で特
定のデータセットを送信したときに測定される実際の帯域幅
スループット＜数字上のメディア帯域幅


スループットへの影響の原因








インターネットワーキングデバイス
転送するデータの種類
ネットワークトポロジ
ネットワーク上のユーザ数
ユーザコンピュータ
サーバコンピュータ
電源の状態
転送時間



最善
典型的
例題：

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T=
T=
S/ BW （BW:リンク間の最低帯域幅、S:ファイルサイズ（ビット）
S/ P
（P：スループット）
フロッピディスクの1.44 MBのデータをISDN回線を通じて送信する場合と、
ハードドライブの10 GBのデータをOC-48回線を通じて送信する場合では、
どちらの方が転送時間が短いか。
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IPアドレスとネットマスク

IPアドレス




IP (Internet Protocol) で使われる論理アドレス。
32ビットからなり、世界で唯一に決められている。（現在IPv4。
IPｖ6では256ビット。）
上位はネットワーク部、下位はホスト部と呼ばれる。
 ドット区切り10進：8ビットごとにまとめ、それぞれ10進数で表す。
ネットワーク部をすべて１、ホスト部をすべて０としたものを、サ
ブネットマスクという。
11111111 00000000 00000000 00000000
２５５．
0．
0．
0
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IPアドレスの計算

サブネットマスクはネットワーク部の計算に利用される。
例．10.34.23.134
00001010. 00100010. 00010111. 10000110
（１０）
（３４）
（２３）
（１３４）

サブネットマスクを２５５．０．０．０とする。AND演算を
行う。
00001010. 00100010. 00010111. 10000110
11111111. 00000000. 00000000. 00000000
00001010. 00000000. 00000000. 00000000
(10)
(0)
(0)
(0)
このIPアドレスのネットワークアドレスは 10.0.0.0
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