Transcript ネットワーク1(PPTファイル)

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）