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基本情報技術概論 (第14回)
ネットワーク技術
埼玉大学 理工学研究科
堀山 貴史
1
期末試験
2/10 (水) 5, 6 限
教養1-208 教室 (この教室)
試験範囲
中間試験以後、今日の講義分まで。
基本情報処理概論演習の問題や
情報処理技術者試験ぐらいの難易度です。
( マークシート問題 + 記述問題の予定です。)
情報処理技術者試験の過去問 (解答つき)
http://www.jitec.jp/
2
期末試験
持ち込み不可。
荷物はイスの下に。
机の上 や 机の棚に 物がある場合は、
不正行為とみなします。
問題用紙や解答用紙の配布を始めたら、
私語厳禁。（私語も不正行為とみなします。）
マークシートに記入しやすい筆記用具
( B や HB の黒鉛筆など ) と、消しゴムが必要です
。
3
LAN、インターネット
LAN (Local Area Network)
ある程度限定された範囲で構築された、
コンピュータやプリンタなどの情報機器のネットワーク
例） 研究室内 ＬＡＮ、情報システム工学科 ＬＡＮ、
埼玉大学 学内 ＬＡＮ、社内 ＬＡＮ、家庭内 ＬＡＮ
インターネット
世界規模でネットワークを接続したもの
4
インターネットの利用
例) web
LAN
LAN
インターネット
web サーバ
どうやって、接続したい web サーバを指定するの？
5
インターネット の プロトコル
I P (Internet Protocol)
※ プロトコル … やりとりの約束事
→ 通信規約
I P アドレス
_____________
通信機器１台ごとに割り当てられた識別番号
通信相手の指定、ルーティング（経路選択）に利用される
I Pv4 ： ３２ bit （８ bit ずつ、４つに区切って表記）
38 ．
例： 情報システム工学科 133 ．
10000101 00100110
堀山研究室
web サーバ
169 ．
113
10101001 01110001
I Pv6 ： 128 bit
6
インターネットの利用
例) web
LAN
LAN
インターネット
web サーバ
133 ．38 ．169 ．113
I P アドレスを覚えるのが大変！
7
DNS
(Domain
Name
System)
_____________
ホスト名やドメイン名と ＩＰ アドレスを
対応させるための仕組み
例) http://www.al.ics.saitama-u.ac.jp … 133．38．169．113
ホスト名（サーバ名）
[email protected]
ユーザＩＤ
ドメイン名
8
I P アドレス
と
サブネット
同じサブネット内の機器には、近い I P アドレスを付ける
(ネットワークごとにアドレスをつけて管理するため)
www.ics.saitama-u.ac.jp
I P アドレス
10000101 ．00100110 ．00000010 ．11000111
サブネットマスク
11111111 ．11111111 ．11111111 ．00000000
ネットワークアドレス 10000101 ．00100110 ．00000010 ．00000000
サブネット
２進数は長いので、
10進や16進に変換
133 ． 38 ． 2 ．199
255 ．255 ．255 ． 0
133 ． 38 ． 2 ． 0
85 ． 26 ． 2 ．C7
FF ．FF ．FF ． 0
85 ． 26 ． 2 ． 0
9
I P アドレス
と
サブネット
サブネットマスクは、ネットワークの規模に応じて色々
クラス A 255 ． 0 ． 0 ．0
クラス B 255 ．255 ． 0 ．0
クラス C 255 ．255 ．255 ．0
埼玉大学のネットワーク
クラス B 133 ．38 ．0 ．0
大規模ネットワーク
中規模
〃
小規模
〃
サブネット
埼玉大学
情報システム工学科
133 ．38 ．2 ．0
10
参考：
I P アドレス
と
サブネット
自分の I Pアドレスやサブネットマスクを調べる
ifconfig –a
(Linux)
ipconfig /all (Windows、コマンドプロンプトから)
DNS を使って、I Pアドレスを調べる
dig www.al.ics.saitama-u.ac.jp
(Linux)
逆引き (I Pアドレスから名前を引く) は、dig –x I Pアドレス
nslookup www.al.ics.saitama-u.ac.jp (Windows)
11
インターネットの利用
例) web
LAN
LAN
インターネット
web サーバ
私のパソコン、誰が I P アドレスを設定したの？
12
DHCP
_____________
ネットワークに一時的に接続するコンピュータに、
動的に I P アドレスを割り当てる
(Dynamic Host Configuration Protocol)
Ｉ Ｐアドレスが
欲しい
ＬＡＮ
DHCP サーバ：
192.168.128.100 を使っていいよ
13
伝送速度
と
伝送時間
64 kbps の回線を用いて 106 バイトのファイルを
送信するとき、伝送におよそ何秒かかるか。
ここで、回線の伝送効率は 80％とする。
※ データ伝送速度
単位時間あたりに送信できるデータ量
単位は、bit / 秒 または bps
(bit per second)
回線速度の 80％しか
送信に利用できない
14
郵便のプロトコル階層
※ プロトコル … やりとりの約束事
→ 通信規約
住所、名前、
切手
15
ＯＳＩ 基本参照モデル
人の操作に
近い側
おプセトネデぶ
７
応用層
応用層
６
プレゼン
テーション層
プレゼン
テーション層
５
セッション層
セッション層
４ トランスポート層
トランスポート層
３
ネットワーク層
ネットワーク層
２
データリンク層
データリンク層
物理層
物理層
物理的な操作に
１
近い側
16
ＯＳＩ 基本参照モデル
________________
第１層： 物理層
物理的な接続 （コネクタの形、電気的な接続条件など）
________________
第２層： データリンク層
おプセトネデぶ
物理層でつながった隣接ノード間のデータ受け渡し
________________
第３層： ネットワーク層
ネット越しのデータ受け渡し （ルーティング（経路選択）など）
17
ＯＳＩ 基本参照モデル
おプセトネデぶ
________________
第４層： トランスポート層
データ伝送の透過的な信頼性の確保
（エラー訂正、再送要求など）
第５層： セッション層
________________
第６層： ________________
プレゼンテーション層
論理的な通信路を確立する （通信モード、アクセス制御など）
データ表現の形を決める （使用する文字コードなど）
第７層： ________________
応用層
具体的な通信サービス （電子メール、web など）
18
インターネット の プロトコル TCP/IP
応用層
プレゼン
テーション層
セッション層
応用層
（電子メールなど）
トランスポート層
ＴＣＰ
ネットワーク層
ＩＰ
データリンク層
ネットワーク
インタフェース
物理層
データの送信側と受信側で
確認を取りながら通信する
（データの信頼性を保証）
I P アドレスで指定された
計算機まで
ＯＳＩ 基本参照モデル
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参考：
他の計算機に login して操作
電子メール
プロトコル
ファイル転送
telnet、ssh
の
ftp (File Transfer Protocol)
インターネット
ユーザＩＤ @ ドメイン名
[email protected]
○○@docomo.ne.jp
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) … メール配送
POP3、IMAP
… メールサーバに届いたメールを、クライアントが受信
web
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)
SHTTP (Secure HTTP) … 暗号化により安全性を高める
20
HTML 他
HTML
(Hyper Text Markup Language)
CSS (Cascading Style Sheet)
ハイパーリンクを含んだ、
文章の構造 (タイトルや段落など) を記述するための言語
HTML の要素をどのように表示するか、スタイルを指示
XML (Extensible Markup Language)
タグを定義して拡張可能な、
文章やデータの構造を記述するための言語
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イーサネット
イーサネット (ethernet)
LAN を実現するためのプロトコル（通信規約）
ケーブルは、10 BASE 5、10 BASE 2、10 BASE-T、100 BASE-TX 等
通信制御は、CSMA/CD
通信速度が
10 Mbps （M bit/秒）
通信速度が
100 Mbps
ギガビット イーサネット
ケーブルに 1000 BASE-T などを使った、1 Gbps のイーサネット
さらに高速な規格の策定が進んでいる
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データ伝送路
(物理層)
有線
ツイスト ペア ケーブル （より対線）
２～８本の芯線を、より合わせたもの
10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T
同軸ケーブル
CATV、10BASE-5、10BASE-2
光ファイバケーブル
※ データ伝送速度
単位時間あたりに送信できるデータ量
単位は、bit / 秒 または bps
(bit per second)
1000BASE-SX、1000BASE-LX
無線
赤外線 … テレビのリモコン、携帯電話でのアドレスのやりとり
電波
… 無線 ＬＡＮ で使っている
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ＬＡＮ
の
アクセス制御 (データリンク層)
伝送路にデータを流せるのは、同時に１つのノードだけ
トラブル無く、すべてのノードがデータを流すには？
TDMA (Time Division Multiple Access： 時分割多重アクセス)
CSMA/CD （Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）
時間を分割して、それぞれの時間に伝送路を使う計算機を指定
伝送路を調べて、使用中でなければ伝送路を使う
使うタイミングが他とぶつかったら、ランダムな時間待って再送
トークン パッシング
トークン (送信する権利) を順番に回す
トークンリング方式 （リング型LAN）
トークンバス方式 （バス型ＬＡＮ）
24
ＬＡＮ
１本のケーブル（バス）に接続
リング型
形態 （トポロジ）
バス型
の
リング状のケーブルに接続
スター型
ハブ
ハブや交換機などを中心に、
放射状に接続
25
イーサネット
の
変遷 (1)
送信したパケットは、ＬＡＮ 全体に流れる
CSMA/CD
半二重通信
・ 単方向通信 … １つの方向にのみデータを伝送
・ 半二重通信 … 両方向に伝送できるが、同時には一方だけ （例： トランシーバ）
・ 全二重通信 … Ａ→Ｂ と Ｂ→Ａの両方向に同時に伝送可 （例： 電話）
26
イーサネット
の
変遷 (2)
ハブ
ハブ
送信したパケットは、ＬＡＮ 全体に流れる
半二重通信
・ 単方向通信 … １つの方向にのみデータを伝送
・ 半二重通信 … 両方向に伝送できるが、同時には一方だけ （例： トランシーバ）
・ 全二重通信 … Ａ→Ｂ と Ｂ→Ａの両方向に同時に伝送可 （例： 電話）
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イーサネット
の
変遷 (3)
ハブ が スイッチングハブ に … 通信を行う方向のポートのみを利用
全二重通信
・ 単方向通信 … １つの方向にのみデータを伝送
・ 半二重通信 … 両方向に伝送できるが、同時には一方だけ （例： トランシーバ）
・ 全二重通信 … Ａ→Ｂ と Ｂ→Ａの両方向に同時に伝送可 （例： 電話）
28
LAN
の
接続機器
リピータ
cf. ハブ
物理層レベルで、アクセス方式の同じ LAN を接続
伝送路の長さを物理的に延ばす
ブリッジ
cf. スイッチングハブ
データリンク層レベルで、
伝送媒体やアクセス方式の異なる LAN を接続
ルータ
ネットワーク層までの機能を持つ
LAN を接続する
ゲートウェイ
７階層すべてのプロトコルを変換でき、LAN を接続
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MAC アドレス (物理アドレス)
ネットワーク インタフェース カード
(情報機器の一部で、その機器をネットワークにつなげる)
に固有の、48ビットの物理アドレス
参考→ ifconfig –a (Linux)
ipconfig /all (Windows) で、調べられる
MACアドレスを指定して、データのやり取りをする
(データリンク層のプロトコル)
cf. I P アドレス … ネットワーク層
ARP … MACアドレス と I P アドレスを
対応づけるプロトコル
30
31
ＬＡＮ
１本のケーブル（バス）に接続
リング型
形態 （トポロジ）
バス型
の
リング状のケーブルに接続
スター型
ハブ
ハブや交換機などを中心に、
放射状に接続
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ＬＡＮ
の
形態 （トポロジ）
________________
バス型
１本のケーブル（バス）に接続
________________
リング型
リング状のケーブルに接続
________________
スター型
ハブ
ハブや交換機などを中心に、
放射状に接続
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伝送速度と伝送時間
400バイトのデータを１時間当たり 3,600件送信し
たい。伝送効率が 60％のときには、回線速度は
最低でも何 bps 必要か。
34
伝送速度と伝送時間
64 kbps の回線を用いて 106 バイトのファイルを
送信するとき、伝送におよそ何秒かかるか。
35
伝送速度と伝送時間
64 kbps の回線を用いて 106 バイトのファイルを
送信するとき、伝送におよそ何秒かかるか。
ここで、回線の伝送効率は 80％とする。
回線速度の 80％しか
送信に利用できない
36
37
38
この教材のご利用について
この文面は、TOKYO
TECH OCW の利用
条件を参考にしました
この教材は、以下に示す利用条件の下で、著作権者にわざわざ許諾を
求めることなく、無償で自由にご利用いただけます。講義、自主学習は
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http://www.al.ics.saitama-u.ac.jp/horiyama/OCW/
この powerpoint ファイルの著作者
堀山 貴史 2007-2010 [email protected]
改変等を加えられた場合は、お名前等を追加してください
図の著作者
p. 5, 7, 9, 10, 12, 13, 15 ～ 18, 24 ～ 28, 32, 33
クリップアート : Microsoft Office Online / クリップアート
p. 21
ウェブページ : 埼玉大学 工学部 情報システム工学科
その他
堀山 貴史
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