2009.6.22 Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng. Keiichi MIYAJIMA ネットワーク１ LANとインターネット ファイルサーバ ＬＡＮ： 限られたエリア内にあるコンピュータど うしを接続したネットワーク • ネットワーク化することの利点 ファイルの共有、リソースの共有、情 報の共有など 共有 ＬＡＮでは特定の組織、グループ内での情報共有を行 う機能、といった意味になる。 LANとインターネット インターネット： ＬＡＮどうしを全世界規模で接続したネットワーク Router 家庭 大学 Router Router Router Router 企業 Router ISP (Internet Service Provider) イントラネット インターネットの技術的な特徴 技術的な特徴 •パケット交換方式 •分散型 インターネットの技術的な特徴 •パケット交換方式 パケット交換と回線交換方式の違い データ データ データ データ データ ルータ データ データ データ ルータ データ データ タグ：宅配便のタグと同様 で、目的地（受けとる マシンのアドレス）の みが書いてある。 インターネットの技術的な特徴 •分散型 分散ネットワーク環境 •障害に強い •一度接続すれば、世界中の全てのコンピュータと対 等にデータのやりとりができる。 × × × インターネットの応用例 • 電子メール • WWW (world wide web) • FTP • Telnet (SSH) • ストリーミング ・ ・ ・ その他、膨大な種類のものがあるが、ここではいち いち説明しない。 プロトコル (TCP/IP) プロトコル： コンピュータどうしが通信を行うための手順を 定めた規則 ネットワークとプロトコル プロトコルを日常会話で例えると •データ：話の内容 •通信 ：発声や聴音によるコミュニケーション •プロトコル：日本語や英語などの言語 おはよう × Hello 言語プロトコルが異なるので会話不成立 おはよう おはよう 言語プロトコルが一致するので会話成立 プロトコル (TCP/IP) プロトコル： コンピュータどうしが通信を行うための手順を 定めた規則 特に・・・ インターネットに接続する際、用いられているプ ロトコル ＴＣＰ／ＩＰ (transmission control protocol／ internet protocol) IPアドレス ネットワーク上の「住所」のこと。 一台一台のＰＣやサーバに割り当てられている。 現在、IPv4と呼ばれる規格のアドレスが割り 当てられている IPアドレス （IPv4） IPアドレスは32ビット、すなわち32桁の2進数で表現さ れる。 10101100000100000000000000000001 これでは解りにくい 10101100 00010000 00000000 00000001 8桁ずつに分ける これを10進数で表示 172.16.0.1 IPアドレスの構造 IPアドレスはネットワーク部とホスト部からなる •ネットワーク部 コンピュータが接続されているネットワーク（組織） を識別する •ホスト部 そのネットワークの中での各コンピュータを識別 する IPアドレス ネットワーク部 ホスト部 どこで分けるかはアドレスクラスによって異なる IPアドレスの構造 •アドレスクラス ネットワークがどの程度の規模かを示す クラスA, クラスB, クラスC クラスA 0 7ビット ネットワーク部 127個のネットワーク 24ビット ホスト部 1ネットワークあたり 約1700万台のホスト •アドレスクラス クラスB 10 14ビット ネットワーク部 16384個のネットワーク クラスC 16ビット ホスト部 1ネットワークあたり 約6万5000台のホスト 110 21ビット 8ビット ネットワーク部 ホスト部 約210万のネットワーク 1ネットワークあたり 254台のホスト •注意 クラスC 110 21ビット 8ビット ネットワーク部 ホスト部 約210万のネットワーク 1ネットワークあたり 254台のホスト ホストアドレスのビット列が、全て０また は１になるようなアドレスは使用するこ とができない。 ネットマスクとサブネットマスク IPアドレスのネットワーク部とホスト部を明示するため、 ネットマスクが使用される •ネットワーク部は1、ホスト部は0と表示 例） クラスBの172.16.0.1というアドレスでは ネットワーク部は（最初のクラスを表示する部分 も含めて）16ビット、ホスト部が16ビット 11111111 11111111 00000000 00000000 これを10進数で表示 255.255.0.0 172.16.0.1/ 16 と、表示する場合もある。 ネットマスクとサブネットマスク ネットワークの効率化のため、一つのネットワークをさ らに分割して使用する場合がある。 •サブネット化 サブネットマスクを使用 注意） 現在ではほぼ全てのネットワークがサブネット化され ているため、ネットワーク情報にサブネットマスクを付 加する。 IPアドレスの問題点 インターネットの爆発的な普及に伴い、 IPアドレスの不足 ＩＰｖ６ アドレスを32ビット（約43億）から128ビット （約 3.4 1038 ）にし、一挙に不足を解消する。 しかし、移行には時間がかかっている。 IPアドレスの管理 NIC (network information center)が国際的な管理を 行っている。 世界を3分割して管理 1. アジア太平洋地域 (APNIC) 2. 北米、南米 (ARIN) 3. ヨーロッパ、アフリカ (RIPE NCC) 日本では・・・ JPNICという組織が管理を行っている プライベートIPアドレス 企業内LANや家庭内LANなど、直接インターネット に接続する必要がないところ プライベートIPアドレス 外部 企業 Router 特定のネットアーク内部でのみ使 用することができるアドレス 外部に流してはいけない ＯＳＩ参照モデル ISO（国際標準化機構）によって企画されたモデル ＯＳＩ参照モデルは７階層 •アプリケーション層（アプリケーション固有のプロトコル） •プレゼンテーション層（ネットワーク共通のデータ表現へ） •セッション層（コネクションの確立・切断の管理） •トランスポート層（パケット到達の保証） •ネットワーク層（転送経路の制御） •データリンク層（直接接続された機器間での通信） •物理層（物理的な信号電送） 表１０．１を参照のこと（教科書p.163） 詳細については、後期の「情報ネットワーク」の講義で行う IPの詳細 IPでは以下の定義が行われている 1. データグラムの定義 2. インターネットのアドレスの定義 3. 経路制御 4. データグラムの分割と再組立て IPの詳細 • データグラム（IPパケット） IPヘッダ IPデータ •始点のアドレス •終点のアドレス •IPパケットの全長 •分割データの位置情報 ・ ・ ・ 1. データグラムの定義 2. インターネットのアドレスの定義 3. 経路制御 （来週「ルータ」のところで述べる） 4. データグラムの分割と再組立て TCPとUDP データの信頼性をどう確保するか？ •ＴＣＰ（Transmission Control Protocol） コネクション型 データの到達性の保証（パケット到着順，再送管理） パケットが大きくなる代わりに送信データの品質を保証 •ＵＤＰ（User Datagram Protocol） コネクションレス型 データの到達は保証されない（アプリケーション層で保証） 品質が保証されなくなる代わりに、パケットを小さくして繰 り返し送信できるようしたもの。 TCPヘッダ TCPデータ •始点のポート •終点のポート •確認応答番号 ・ ・ ・ さらに送信される際には先ほどのＩＰヘッダも 加わって IPヘッダ TCPヘッダ TCPデータ IPデータ 実際の流れ メールを送信 アプリケーションレイヤ 分割 データ あれ、届かな かったか な？再送しよ う 壊れてな い？順番 メールを受信 は？ あれ、 抜けてる。再 送してもらお アプリケーションレイヤ う 分割 データ ＴＣＰレイヤ ＴＣＰ ヘッダ 分割 データ ＩＰレイヤ ＩＰ ヘッダ ＴＣＰ ヘッダ ＴＣＰレイヤ ＴＣＰ ヘッダ このアドレス に届けよう 分割 データ ＩＰレイヤ ＩＰ ヘッダ 物理レイヤ 分割 データ ＴＣＰ ヘッダ 分割 データ 物理レイヤ 物理接続 本日のまとめ 「ネットワーク」について • LANとインターネット ネットワークの最大の目的は「情報の共有」 • TCP/IP インターネットの基本技術の概略 本日の課題 １． IPv4のIPアドレスは何ビットで構成されている （H15年春） か？ ２．クラスCのIPアドレスとして、コンピュータに付与 できるものはどれか？理由もつけて答えなさい。 （H13年秋 改） ア．192.0.0.255 ウ．192.128.0.0 イ．192.0.256.16 エ．192.128.0.128 ３．TCP/IPのネットワークで利用されるプロトコルの うち、ホストにリモートログインし、遠隔操作がで きる仮想端末機能を提供するものは何か？ （H16年春，H13年秋）
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