ネットワーク基礎知識

昔、電話と

• タイプライターと計算機があった
• 電話でタイプライター = テレタイプ
  • 電流の ON/OFF で通信
• 計算機にテレタイプの端末
• 電話では 1対1の通信だけ
• 計算機専用のネットワークができた
  • おおざっぱにいってこんな感じ
• 計算機ネットワークから情報ネットワークへ

コンピュータ利用形態

• バッチ処理 (伝説の?)
  • 一括入力 --- 処理は順番待ち
• タイムシェアリングシステム(TSS)
  • 計算機 --- 端末(複数)
  • MARS 101
• コンピュータ間通信
• コンピュータネットワーク
  • Window システム
  • Internet

インターネット

• インターネットの普及
  • World-Wide Web ... Killer Application
• インターネット技術中心の時代
  • VoIP (Voice over IP) ... IP電話
  • VPN (Virtual Private Network) ... IP の上にイントラネット

プロトコル

• protocol ... (1)外交などにおける議定書 （京都議定書）
• protocol ... (2)通信規約
• Packet 化 / Header / 通信の開始・終了手順
• Protocol戦国時代
  • XNS (Xerox), OSI (IBM と大型計算機メーカ), DECnet (Digital Equipment Co), AppleTalk (Apple), NetWare (Novell)
• TCP/IP の勝利

OSI 参照モデル

• OSI は負けたが、名前を残した
• Open Systems Interconnection
  • ISO (International Organization for Standardization) の下で標準化作業
• 7層モデル
  • Application Layer, Presentation Layer, Session Layer, Transport Layer, Network Layer, Data Link Layer, Physical Layer
  • (図1.18 参照)

アプリケーション層

• Application Layer
• ソフトウェアでは OS (基本ソフト) とアプリケーション
• 用途ごとにそれに合わせたプロトコル
• 電子メールソフト -> 電子メールのプロトコル
• 遠隔ログインツール -> 遠隔ログイン用プロトコル
• ファイル転送 -> ファイル転送用プロトコル

プレゼンテーション層

• Presentation Layer
• データ形式に関するプロトコル
• インターネットでは別に規程している
• HTML (HyperText Markup Language)
• utf-8 (Unicode Transformation Format 8)

セッション層

• Session Layer
• データ転送に関する管理用プロトコル
• RPC (Remote Procedure Call)
• SSL/TLS (Secure Socket Layer / Transport Layer Security)

トランスポート層

• Transport Layer
• 宛先のアプリケーションにデータを確実に届ける
• 同じホスト(マシン)でも、複数のアプリケーションが同時に実行されているので、それらを識別する
• TCP (Transmission Control Protocol)
• UDP (User Datagram Protocol)

ネットワーク層

• Network Layer
• 宛先(ホスト)まで、データを届ける
• 複数のネットワークで繋がっている場合を考慮
• アドレス体系、経路選択など
• IP (Internet Protocol)

データリンク層

• Data Link Layer
• ひとつのネットワークで、ノード間の通信を可能にする。
• データをフレーム (パケット) に分けて伝送する
• イーサネット (Ethernet)
• IEEE802.11 (無線LANプロトコル)

物理層

• Physical Layer
• ビット列と電気or光学信号との対応
• ツイストペアケーブル RJ45 コネクター
  • T568B
• 同軸ケーブル
• 光ケーブル

層(Layer) に分ける意味

• アプリケーション(e.g. メールソフト)開発者
  • アプリケーション層プロトコルを使う
• オフィス LAN 設計
  • 物理層 (+ データリンク層)
• ネットワーク管理者
  • ネットワーク層
• 各層は、その層のレベルでの通信ができればよい

ルーターの役割

• ２つ（以上）のネットワークをつなぐ
• ネットワーク層で、パケットを中継
• (図1.19参照) or 昔の図

通信方式

• コネクション
  • コネクションレスな通信の上に「手順」を用いて、コネクション型通信路を作ることができる
• キャスト
  • ユニキャスト (1対1)
  • マルチキャスト (1対多)
  • ブロードキャスト (1対全)
• 交換方式
  • 回線交換
  • パケット交換

ネットワークの構成

• 通信媒体 (ケーブル) とデータリンク
• 通信機器
  • ネットワークインタフェース
  • リピータ (リピータハブ)
  • ブリッジ (スィッチングハブ)
  • ルータ (ブロードバンド・ルータ) Apple Xserve
  • ゲートウェイ

本日の問題

• OSI参照モデルの中で、光や電気信号などの規格を決めて機器間通信を可能にする役割を担っているのは、_物理_層である。
  • 用紙は縦長・横書き。本日の日付、学生番号、氏名を最初に明記。
  • 問題文と解答を全部書くこと。
• 電気や光は物理の領域、その上は 0/1 つまり論理の世界