ネットワーク機器接続

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ネットワーク機器接続
2SK 情報機器工学
前回の復習
(インターネットとプロトコル)





インターネットでは情報の送受信にIPアドレスを利
用して通信する(IP)
IPアドレスによる通信経路の選定はインターネット
上にちらばったルータが随時決定する
URL?とIPアドレスとを対応付けるシステム(DNS)
が必要
IPだけでは送受信の信頼性が低いのでTCPにより
信頼性↑(ただしUDPもある)
通信の処理を階層化して、独立にプロトコルを決定
⇒処理が単純化、保守性↑⇒OSI参照モデル
家庭内LAN
インターネット
社内LAN
社内LAN
キャンパスネットワーク
インターネットはTCP/IP・・・
個々のLANは?
MAN
LANを構成するハードウェア
サーバ
 クライアント
 ハブ(HUB)
 ネットワークケーブル
 ネットワークインタフェースカード(NIC)等
 ルータ
 無停電電源装置(UPS)など

LANを構成するハードウェア
ファイルサーバ
ファイアウォール
インターネット
ハブ(Hub)
プリントサーバ
クライアント
クライアント
クライアント
LANの構成

ほとんどのLANはEthernetを利用して構築される
 Ethernetはバス型のトポロジを持ち、機器の追加・削除が
容易
 他の規格と比べて構築コストが低い
 MACアドレスと呼ばれる数値によって各ネットワーク機器
を区別する(IPアドレスではない)
 IEEEが規格を制定
 CSMA/CD方式(後述)によりデータを送信する
ネットワークアダプタ


コンピュータをLANに接続させるための装置
ネットワークインタフェースカード(NIC),LANアダプ
タなどとも呼ばれる
MACアドレス



MAC(Media Access Control)アドレスとは、ネットワークに
接続されるすべての機器に付けられている固有番号(アドレ
ス)のこと
MACアドレスは48ビット(6バイト)の長さを持ち、上位3バイ
トは製品の製造会社固有(IEEEで管理)の番号、下位3バイ
トは製造会社が自社製品内で重複しないように割り当てた番
号
例 00-05-4E-45-AA-32
IEEEでMACアドレスを
検索
MACアドレスとIPアドレス



MACアドレスはネットワーク機器固有の(物理的な)番号(だった)
IPアドレスはネットワーク管理者がネットワーク機器に割り振
る(論理的な)番号
LANではMACアドレス⇔インターネットではIPアドレス:互換
性は?

MACアドレスを主に通信する場合は情報としてIPアドレスを埋め込ん
でいる→インターネットもOK
この中にIPアドレス
を埋め込んである
ランク
LAN内通信の様子
ネットワーク層
データリンク層
物理層
層
機能
第7層
アプリケーション層
特定のアプリケーションが通信する方法
第6層
プレゼンテーション層
データ形式の定義や変換方法
第5層
セッション層
通信の管理や制御、コネクションの確立/切断
第4層
トランスポート層
データ送信の管理、信頼性を確立
第3層
ネットワーク層
異なるネットワーク先への通信経路を確立
第2層
データリンク層
直接接続されたノード間でのデータの電送制御
第1層
物理層
物理的な接続方法、コネクタ、ケーブルの形状
Ethernetケーブル(LANケーブル)

ツイストペアケーブルが一般的
名称
 カテゴリー1
 カテゴリー2
 カテゴリー3
 カテゴリー4
 カテゴリー5
 カテゴリー5e
 カテゴリー6
 カテゴリー7
主な用途
電話線
ISDN
10BASE-T
ATM、トークンリング
100BASE-TX
100BASE-TX、1000BASE-T
1000BASE-T、10GBASE-T
10GBASE-T
LAN同士の接続
1本のLANケーブルは
最大100m程度しか
伸ばすことができない
100m以上離れた場
所にあるコンピュータ
をネットワーク接続す
るには、何らかの方
法でLANを伸ばす必
要がある
リピータ、ブリッジ、ルータ、
スイッチなどのLAN間接続
機器が必要
LAN間接続機器(ハブ:HUB)


リピータ、ブリッジ、
ルータ、スイッチ、ス
イッチングハブなど
様々な製品がある
主にOSI参照モデルの
第1層から第3層までを
カバーする
ランク
層
第7層
アプリケーション層
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
第2層
データリンク層
第1層
物理層
リピータ



2本(以上)のネットワー
クケーブルを物理的に
接続する機器
データの内容にかかわ
らず、一方から送られ
てきたデータを他方に
中継する
単にハブともいう
Y
Yへ
X
ブリッジ(L2スイッチ)


データの送り先MACア
ドレスにより転送する
ポートを決定するネット
ワーク接続機器
OSI参照モデルの第2
層(データリンク層)で
機能するためL2スイッ
チ(L2スイッチングハ
ブ)ともよばれる
送信先のMACア
ドレスにより転送
ポートを決定
Y
Yへ
X
ルータ(L3スイッチ)


データの送り先IPアドレ
スにより転送するポート
を決定するネットワーク
接続機器
OSI参照モデルの第3
層(ネットワーク層)で
機能するためL3スイッ
チ(L3スイッチングハ
ブ)ともよばれる
送信先のIPアドレ
スにより転送ポー
トを決定
Y
Yへ
X
LAN間接続のまとめ
2つ以上のLANを接続する代表的な機器とし
て、リピータ、ブリッジ、ルータがある
 リピータは単純に電気信号を中継する役割
 ブリッジ、ルータは送り先アドレスにより中継
するネットワークを決定
 リピータよりブリッジ、ルータの方がネットワー
クの混雑(トラフィック)が少なくなる

課題

ブリッジ(L2スイッチ)とルータ(L3スイッチ)
のデータ中継方法から、セキュリティを考えた
場合にはどちらの方が安全なLANを構成で
きるか検討せよ。ただし、今回は仮想コン
ピュータは存在しないこととする。