２００７年度 基礎心理学特講・８/情報技術特論 ネット技術とシステム運用(2) http://www2.ikuta.jwu.ac.jp/~kuto/2007/tokuron/ 授業担当：久東 光代 OSI参照モデルの７つの階層 インターネット上の通信 OSI (Open System Interconnection) 開放型システム間相互接続 開放型システムとは？ 仕様が統一された通信機器（パソコン、スイッチ、 ルータなど） ハードウェアとソフトウェアの仕様が一般開放 2 OSI参照モデルのしくみと利点 同じ階層の中だけで標準ルールを自由に決 められる。 ひとつ下の階層→上の階層へサービス、イン タフェースを提供しあう 3 第7層 アプリケーション層 アプリケーション ＊ユーザのコンピュー タ内部で処理される、 ソフトウェアに関する プロトコル 第6層 プレゼンテーション層 第5層 セッション層 第4層 トランスポート層 第3層 ネットワーク層 コネクション 第2層 データリンク層 ＊ユーザ間通信接続 に関するプロトコル 第1層 物 理 層 第１層 物理層 デジタルデータを運ぶための電気・機械に 関するルール IEEE802.3規格 電圧値、データ速度、最大通信距離、コネ クタの形、無線周波数範囲など Tケーブル 最大距離 100m、コネクタ RJ-45、データ速度 10Mbps、 100Mbps 5 第２層 データリンク層 データリンクを生成する方法 流れるデータの形 フレーム、イーサフレーム ヘッダ → 制御情報、データの送り先、MACアドレ ス フロー制御 → 受信時データの混み合い制御 輻輳制御 → 混み合いを相手に通知 エラー通知 → データ転送失敗のエラー通知 6 第３層 ネットワーク層 LAN同士が接続する方法 ルータ機能の提供 IPアドレス → 経路制御 サブネット → データリンク層ネットの範囲 どのLANのどのホストへデータを送るか決定 ルーティング → 複数 7 第４層 トランスポート層 ポート番号 → 上位のアプリケーションの種類 （メール、Web）を特定 コネクション → ホスト間を仮想のケーブル接続に 見立てる 通信途中のデータの喪失 → 再度コピーして送信 可能。アプリケーション層では安全に1回の送信操 作で通信可。 8 第５層 セッション層 ホスト間の通信の開始 から終了まで トランスポート層でコネ クション確立 この層で、宛先に接続 できるか確認し、でき れば接続してコネク ションを解放 セッション ①通信の確立 ②問い合わせ・質問 ③回答 ④通信の終了 9 第６層 プレゼンテーション層 データの表現形式を規定 → 圧縮方式、 文字コードなど 文字コード、静止画像、動画のフォーマット プロトコルの間違い → 「文字化け」発 生！！ メール、ブラウザの文字表示など 文字コードの例 → ASCIIコード 10 第７層 アプリケーション層 → SMTP ファイル転送 → FTP WWW閲覧 → HTTP リモート接続 → Telnet 電子メール など パソコン側で、それぞれ、同じルールで、文字、 画像、音声などを表示するツール（ソフト）を用 いる。 11 ネットワークを流れるデータ ヘッダ、ペイロード 物理層：ビットストリーム、1,0の信号 データリンク層：フレーム、イーサネットフレーム ネットワーク層：パケット、IPパケット トランスポート層：セグメント、TCPセグメント 上位層：アプリケーションデータ(SMTP,HTTPなど） 12 イーサネットのしくみ Xerox社が開発し普及 データリンク層プロトコル（IEEE802.3）、LAN プロトコル CSMA/CD Carrier Sense 信号検出、バスの使用状況の検知 Multi Access 同じ伝送路で複数のホストの通信 Collision Detection 衝突検知 規格 1000Base-T,100Base-TX,10Base-T ツイストペアケーブルで実現 13 インターネットの階層 TCP/IP インターネットの標準規格 ４階層モデル IP (Internet Protocol)・・第３層（インターネット層）、 ルータ、LANとLANの相互接続 TCP (Transmission Control Protocol)・・第４層 （トランスポート層）プロトコル コネクション型 アプリケーション層のデータをセグメント単位に分けて送信 シーケンス番号 UDP・・第４層、制御無し、手軽な通信 14 世界で唯一の番号 MACアドレス ネットワークインタフェイスを特定するアドレス LANに接続される機器(NIC)に割り当て Media Access Control 48ビット 内24ビットがベンダコード、以下固有番号 送信元MACアドレス、受信MACアドレス フレーム転送 IPアドレスのとの違い 管理元・・IEEE 15 ネットワークの住所 IPアドレス 異なるネットワーク間でルータやホストを識別 論理アドレス 32ビットの2進数 例）202.25.152.3 192.168.14.2 ４ブロックで、１ブロック 8ビット分を、0～255までの 10進数で表現 規模により、Aクラス、Bクラス、Cクラスがある サブネットマスク 255.255.255.0 JPNICによる管理 IPアドレスの割り当て・・手動、自動 ホスト名と対応 16 未来のIPアドレス IPｖ６ 現在のIPv4の枯渇問題（32ビット、30億個で は足りない） 不足への対処：プライベートアドレス、NAT IPv6：範囲が広い、セキュリティを強化、電化 製品にまでIPアドレスを付ける IPｖ４とIPv6の統合化の問題 コンピュータの仕組みを変えなければいけない デュアルスタックホストの導入 IPv6overIPv4トンネル 17 アプリケーションの識別 ポート番号 ポート番号：アプリケーションを一意に定める 送信元、送信先番号がTCPヘッダ、UDPヘッダに 付く 識別の仕組み ウェルノウンポート番号（憶えておこう！） 予約されている0番～1023番 FTPは21、SMTPは25、HTTPは80、POP3は110など それ以外のポート番号 1024～ 18 ネットワークの経路 ルーティング ルーティングとは・・・経路制御 ルーティングテーブル スタティックルーティング ダイナミックルーティング 19 インターネットの住所 ドメイン ホスト名 www.tokiwa.ac.jp www.ikuta.jwu.ac.jp ドメイン名 tokiwa.ac.jp yahoo.co.jp ezweb.ne.jp 20 IPアドレス、ドメイン名、 ホスト名 URL、メールアドレス IPアドレス TCP/IPネットで接続されているコンピュータ、ネット機器に付 けられた一意（重複しない）番号 2進数、32ビットで表現→8ビットごとに区切り10進数に変換 11011011011001011100011000000100 11011011 01100101 11000110 00000100 11011011 01100101 11000110 00000100 219 101 198 219.101.198.4 4 22 ドメイン名（ホスト名） ある出版社のWWWサーバのIPアドレス IPアドレス対応してアルファベット、数字、一部の記号で付け られた別名 コンピュータに わかり易い 219.101.198.4 人間に わかり易い www.gihyo.co.jp コンピュータ名 組織名 組織属性 ac go or co ne 国 名 23 DNS (Domain Name System) サーバ IPアドレスとドメイン名（ホスト名）の関連付ける 各ドメインのホスト名とIPアドレスの対応データを管理 グローバルアドレスとプライベートアドレス 世界で一意 NIC（Network Information Center)が管理、発行 DHCP 組織内で一意 NICに申請しないで使える 192.168.0.0 (Dynamic Host Configration Protocol) LAN内のパソコンからIPアドレス付与が要求された場合、 DHCPサーバに登録されたIPアドレスの中から使っていないア ドレスを動的に割り当てるプロトコル 24 URL（Uniform Resource Locator） Webページのアドレス コンピュータ名 ~（チルダ）が付くのは 個人のユーザの homeディレクトリ http://www2.ikuta.jwu.ac.jp/~kuto/2007/tokiwa/link.html Webのプロトコル ドメイン名 ディレクトリ名 ファイル名 メールアドレス [email protected] ユーザ名 ドメイン名 25 インターネット接続のしくみ ダイアルアップ接続 ブロードバンド接続のしくみ ADSL CATV 光ファイバで接続 FTTH プロバイダ、接続業者の選定 26 便利なインターネットサービス サーバ・クライアントシステム インターネットサーバ メールサーバ・・・SMTP POP3 Webサーバ・・・HTTP HTTPS FTPサーバ・・・FTP クライアントのリクエスト（要求）による動作 Webの場合 ブラウザの起動 URL (Uniform Resource Locator)の入力 27 インターネットのプロトコル サービスごとのプロトコル名 HTTP・・・Webページ閲覧 HTTPS・・・暗号化されたWeb（SSL)送受信 SMTP・・・メール送信 POP・・・メール受信 FTP・・・ファイル転送 Telnet・・・UNIXサーバへのリモートログイン クライアントからこれらのプロトコル名を識別 子として、各々のサーバにリクエスト（要求） 28 実習課題１に回答しよう Webページ閲覧のしくみ 実習課題１ （１）（２）で インターネットサーバに適したOS UNIX ★UNIX利用の理由として マルチユーザ、マルチタスク インターネットの技術と共に発展したOSで Windowsと開発ポリシーが異なる BSD Solaris（SunOS） Linuxなど 30 電子メール送受信のしくみ 実習課題１の（３）で メールの送信 SMTP (Simple Message Transfer Protocol) メールの受信 POP (Post Office Protocol) 31 ファイル転送（FTP)のしくみ 実習課題１の（２）で FTP (File Transfer Protocol) SSHを用いたファイル転送 SFTP (Secure File Transfer Protocol) 32 動的なWebページ、対話型Web スクリプト言語を使ったWebページ HTMLページデータに埋め込まれたスクリプト JavaScript、VBScriptなどで CGI (Common Gateway Interface)使っ たWebページ Webサーバ側にスクリプトファイルを置いて実現 Perlなどで チャット、電子掲示板など 33 インターネットの問題点 性善説 オープンなネットワーク 不特定多数に開放 問題点 迷惑メール インターネット詐欺 出会い系サイト ハッカー、クラッカー 34 インターネットの脅威 不正侵入 通信内容の盗聴・傍受 情報の改ざん システムダウン それぞれどのような脅威か調べてみよう 35 ネットワーク攻撃の手口 なりすまし トロイの木馬 侵入 オーバーフロー攻撃 盗聴 Dos攻撃 それぞれどのような攻撃か調べてみよう 36 コンピュータウィルス 人間が作った悪意のプログラム パソコンに侵入 メールの添付ファイル Webページ 正常なプログラムに仕組まれたもの 勝手に送りつけられる ウィルス対策ソフトの重要性 37 セキュリティ対策 セキュリティホールをふさぐ アクセス制限 ログを監視 セキュリティ管理ソフト パスワードの個人管理 ← 重要！ 38 侵入防止の壁 ファイアウォール 防火壁 ネットワーク上で、外部からの侵入を防 ぐための装置 パケットフィルタリング 39 暗号化 encryption 通常、情報は平文（Plain Text)で流れる 暗号化と複合 暗号鍵を利用した暗号化 送信者は、暗号化する時に暗号鍵（難しい数学で作成 した平文）をかける 受信者は、複合鍵で暗号文を複合化 共通鍵（秘密鍵）方式、公開鍵方式 暗号化のプロトコル SSH (Secure Shell) SSL (Secure Socket Layer) 40
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