ネットワークの基礎知識

ネットワークの基礎知識
電子制御設計製図Ⅰ
2010年5月26日 Ⅱ限目
ネットワークに関する用語
LAN (Local Area Network)
限られた区域内に設置された，コンピュータ同士を接続して
データのやりとりを行うネットワークシステム
WAN (Wide Area Network)
遠隔地にある企業の本支店や工場などのコンピュータや
LANを，NTTなどの通信業者が提供する通信回線（公衆回
線）を利用して接続した広域ネットワーク
インターネット（Internet）
大小様々なネットワークが相互に接続された世界規模の
ネットワーク
イントラネット（Intranet）
インターネットの技術を使ってLANの内部だけでデータの
共有とやりとりを行うネットワークシステム
LANとWAN
支店A
支店C
LAN
LAN
WAN
LAN
支店B
LAN
支店D
通信プロトコル（Protocol）
ネットワーク上でデータ通信を行うために必要な通信規約（取り決
め）を通信プロトコルという。
（a）TCP/IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）
●インターネットの標準プロトコル（UNIX標準プロトコル）である．
●TCPとIPは異なる機能を持ち，互いの役割を分担している．
通信プロトコル（Protocol）
通信プロトコル：
ネットワーク上でデータ通信を行うために必要な通信規約（取り決め）
通信プロトコルはISOのOSI参照モデルによって以下の7階層に分割
階層
7
6
名
称
アプリケーション層
説
明
アプリケーションレベルでの通信を規定
プレゼンテーション層 やり取りするデータの表現方法に関する規定
5
セッション層
通信の開始から終了までの一連の手順の規定
4
トランスポート層
3
ネットワーク層
プロセス間でのデータ転送について規定
任意の2ノード間でのデータ転送に関する規定
2
データリンク層
1
物理層
データのパケット化の方法と送受信プロトコル規定
Ethernetなど電気信号変換に関する規定
通信プロトコル（Protocol）
通信プロトコル：
TCP/IP：基本プロトコルであるTCPとIPに由来
TCP (Transmission Control Protocol)
データの送信順番の維持や到達確認を行う。上位層からの送信デー
タをパケットという小さな小包に分割して下位層へ渡す。このときに通
知パケットを混入しておき、これが戻ってこないときには再度送信。
IP (Internet Protocol)
上位層からパケットを受け取ると、送信先のIPアドレス(番地)が記録さ
れているIPヘッダ情報を付加。経路選択の方法も定義しており、ネット
ワーク間のルーターで行われる。
通信プロトコル（Protocol）
TCP/IPのアプリケーション層には以下のプロトコルが存在
・FTP (File Transfer Protocol):
2台のコンピュータ間でファイル転送を行うプロトコル。
・HTTP (Hyper Text Transfer Protocol):
WWWサーバーとクライアント間の通信を行うプロトコル。
・SMTP (Small Mail Transfer Protocol):
メールサーバーにメール送信を行うプロトコル。SMTPに対応した
メールサーバーをSMTPサーバーと呼ぶ。
通信プロトコル（Protocol）
TCP/IPのアプリケーション層には以下のプロトコルが存在
・POP3 (Post Office Protocol version 3):
サーバーから着信メールを受信する場合に用いるプロトコル
・IMAP (Internet Message Access Protocol):
POPと同様のプロトコル。メールサーバーで管理されているため、
タイトル無しや、Re:のみといったメールを排除することが可能。
・MIME (Multiple Internet Mail Extensions):
メール内部に画像・音声といったファイルを取り扱えるように機能を
拡張したプロトコル
IPアドレス
コンピュータごとに割り当てられた識別番号
32[bit]で与えられ，8[bit]ごとに区切られる
(0～255までの十進数で表示)
自分のPCに割り振られるIPアドレスを参照
Ex. OS: Windows XP
Windowsマーク⇒すべてのプログラム⇒アクセサリ⇒コマンドプロンプト
CUIのウィンドウが開いたら、Z:¥>の後に “ipconfig”と入力し、
Enterキーを入力
IPアドレス
自分のPCに割り振られるIPアドレスを参照
Ex. OS: Windows 7
Windowsアイコン⇒すべてのプログラム⇒アクセサリ⇒コマンドプロンプト
CUIのウィンドウが開いたら、Z:¥>の後に “ipconfig”と入力し、
Enterキーを入力
IPアドレス
コンピュータごとに割り当てられた識別番号
32[bit]で与えられ，8[bit]ごとに区切られる
(0～255までの十進数で表示)
192.128.01.01
192.128.01.02
192.128.01.03
192.128.01.04
192.128.01.05
192.128.01.06
IPアドレス
サブネット：ネットワークが大規模⇒管理が困難
1つのネットワーク内に複数のネットワークを形成
192.128.01.001 - 192.128.01.210
Ex. 各科に30台ずつ
MDECA+SK：210台
E
どこの科か直感的に分からないE
IPアドレス
サブネット：ネットワークが大規模⇒管理が困難
1つのネットワーク内に複数のネットワークを形成
192.128.02.01-30
192.128.03.01-30
192.128.01.01-30
E
D
M
S+K
C
192.128.04.01-30
A
192.128.05.01-30
192.128.06.01-60
IPアドレス
サブネット：ネットワークが大規模⇒管理が困難
1つのネットワーク内に複数のネットワークを形成
⇒ネットワークアドレス部とホストアドレス部を識別する
ためにサブネットマスクが必要
ネットワークアドレス部
ホストアドレス部
192.128.01.01-30
サブネットマスク
255.255.0.0
HUB
IPアドレス
自分のPCに割り振られるIPアドレスを参照
Ex. OS: Windows 7
Windowsアイコン⇒すべてのプログラム⇒アクセサリ⇒コマンドプロンプト
CUIのウィンドウが開いたら、Z:¥>の後に “ipconfig”と入力し、
Enterキーを入力
IPアドレス
IPアドレスは以下の2種類に分類
グローバルIPアドレス
世界中で1つしかないアドレス
プライベートIPアドレス
LAN内部の限定範囲内で使用するアドレス
プライベートIPアドレスはグローバルなネットワークに接続でき
ないため、IPマスカレード(NAPT :Network Address Port
Translation)とNAT (Network Address Translation)を使用
IPアドレス
最近のIPアドレス
IPv6 (Internet Protocol version 6):
現在のIPアドレスは32[bit]で表現しているが，IP
アドレスが不足(IPアドレス枯渇問題)．
IPv6は128[bit]でIPアドレスを表現して上記の問
題解決を図る．
ネットワーク機器を全てIPv6に変更する必要
2011年4月15日をもって、 APNIC (Asian-Pacific Network Information Center)
におけるIPv4アドレスの在庫は枯渇いたしました。
本件に関し、APNICからもアナウンスが出されています。
LANの基礎知識
接続機器
ハブ(HUB)とネットワークケーブル
ハブを中心としたスター型接続を構築
ツイストペアケーブル (UPT: Unshielded):
100Mbps、安価、比較的ノイズに弱い
同軸ケーブル (SPT: Shielded):
100Mbps、若干高価、ノイズに強い
光ケーブル：
高価、高速(1Gbps)、ノイズに強い(長距離通信)
LANの接続形態による分類
●代表的なものにスター型，リング型，バス型がある。
スター型
●複数のコンピュータをケーブルによってハブに接続（集線）
し，LANを構成する形態．
●ケーブルをハブにセットするだけで接続できるので，配線の
自由度が高い．
●1本のケーブルに障害が発生しても，LAN全体の機能には
影響しない。
例） Ethernet （1000BASE-T）
※個人や少人数で一般的に
使用される形態
リング型
●複数のコンピュータを1本の環状ケーブル（バスで接続し，
LANを構成する形態．
●ケーブルを長くすることが容易．
●ケーブルに障害が発生すると，LAN全体が機能しなくなる．
例）トークンリング，FDDI
※個人規模ではまず使わない形態
バス型
●各コンピュータを1本の基幹ケーブル（バス）で接続し，LAN
を構成する形態．
●ケーブルを長くすることが容易．
●ケーブルに障害が発生すると，LAN全体が機能しなくなる．
●反射波による影響を除去するため，バスの終端にはターミ
ネータ（終端抵抗）を取り付ける．
●例）Ethernet（10BASE-2，10BASE-5）
※昔，使われていた形態
接続方式
Ethernet
接続形態：スター型、バス型。LAN構築の主流。
制御方式：CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/
Collision Detection)。
データが流れていないときにデータを送信、データの衝突(コリジョン)
を確認した場合に再度データ送信
1000[Mbps]の通信速度に対応した1000BASE-Tも登場
トークンリング
接続形態：リング型。
制御方式：トークンパッシング
ネットワーク上に常時流れるトークンを捕まえてデータを付けて再度
ネットワーク上に流す。データの衝突(コリジョン)が発生しない
FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
接続形態：リング型。通信回線に光ファイバーを適用。従来のトークン
リングより高速な通信が可能
LANへの接続方法
LAN内部の装置
ネットワークの中心にサーバコンピュータを配置
外部との接続装置
モデム:
コンピュータのデジタル情報を電話(アナログ)回線へ接
続・適用させるための変調装置。
Ex. ADSLモデム、ケーブルモデム
ターミナルアダプタ(Terminal Adapter) :
ISDNなどのデジタル回線に接続・適用させるための装置。
LAN間での接続装置
ルータ、ブリッジ、リピータ
サーバコンピュータ
LAN構築の中心となるコンピュータであり，小規模の場合は一
般のパソコンでも利用できる
プリントサーバー：
LAN上の各クライアントがプリンタを共有できるように，プリ
ンタ(印刷機)をLANに接続できるようにする装置
DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ：
ネットワーク内のコンピュータに対して自動的にIPアドレス
を割り振るプロトコルを保有するコンピュータ
ISP (Internet Service Provider)を利用してインターネット
に接続する場合はこれでIPアドレスを自動的に取得
ファイアウォール：
ネットワークのトラフィックの流れを制御することによって
プライベートネットワークのセキュリティを確保する仕組
プロキシサーバ：
より引用
各クライアントに代わってインターネットとやりとりする機
能を持つ．インターネットからのウィルスの侵入を防ぐなど
の目的で利用される．
無線LAN：
LANケーブルを使用せずにネットワークへの参加
が可能。
Ethernet規格：
IEEE802.11b - 11Mbps
IEEE802.11a, IEEE802.11g – 54Mbps
IEEE802.11n – 100Mbps超
アドホックモード：無線LANアダプタ同士での直接通信
インフラストラクチャモード：基地局を設けて通信
LANのネットワーク管理：
社内外の情報漏えいの防護が大きな役割。
大きく2つ。
システム構成管理
LAN内で使用されている全てのハードウェア、ソフト
ウェアを管理台帳を作成して管理
ファイル管理
データの管理。複数ユーザ間の情報共有を支援。
フォルダ管理やアクセス権管理、整備を行う。