ネットワークの基礎知識

電子制御設計製図Ⅰ2010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 LAN

LAN LAN

WAN

LANとWAN支店A

支店B

支店C

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

通信の開始から終了までの一連の手順の規定セッション層5

やり取りするデータの表現方法に関する規定プレゼンテーション層6

プロセス間でのデータ転送について規定トランスポート層4

アプリケーションレベルでの通信を規定アプリケーション層7

Ethernetなど電気信号変換に関する規定物理層1

データのパケット化の方法と送受信プロトコル規定データリンク層2

任意の2ノード間でのデータ転送に関する規定ネットワーク層3

説 明名 称階層

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 XPWindows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 7Windows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

192.128.01.04192.128.01.05 192.128.01.06

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

192.128.01.01-30

192.128.02.01-30192.128.03.01-30

192.128.04.01-30 192.128.05.01-30192.128.06.01-60

M

ED

C AS+K

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

192.128.01.01-30

HUB

255.255.0.0

サブネットマスクネットワークアドレス部 ホストアドレス部

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 7Windows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

●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

リング型

●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

バス型

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

より引用�プロキシサーバ：

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。