基本情報技術概論（第12回） 埼玉大学 理工学研究科 堀山 貴史 2008/6/12 基本情報技術概論 (第12回) ネットワーク技術 埼玉大学 理工学研究科 堀山 貴史 2008/07/17
期末試験 7/31 (木) 7, 8 限 工-12 教室 (この教室) 試験範囲 中間試験以後、今日の講義分まで。 7/31 (木) 7, 8 限 工-12 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。 ( ただし、４択ではなく、記述式です。) 情報処理技術者試験の過去問 (解答つき) http://www.jitec.jp/
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、 問題用紙や解答用紙の配布を始めたら、 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。）
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
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？
インターネット の プロトコル I P (Internet Protocol) 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 ※ プロトコル … やりとりの約束事 → 通信規約 I P (Internet Protocol) 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） 例： 情報システム工学科 web サーバ I Pv6 ： 128 bit _____________ 133 ． 38 ． 2 ． 199 10000101 00100110 00000010 11000111
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 I P アドレスを覚えるのが大変！ 133 ．38 ．2 ．199 I P アドレスを覚えるのが大変！
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.ics.saitama-u.ac.jp … 133．38．2．199 ホスト名（サーバ名） horiyama@ics.saitama-u.ac.jp ユーザＩＤ ドメイン名 … 133．38．169．11
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 サブネットマスク ネットワークアドレス 10000101 ．00100110 ．00000010 ．11000111 11111111 ．11111111 ．11111111 ．00000000 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
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 大規模ネットワーク クラス B 255 ．255 ． 0 ．0 中規模 〃 クラス C 255 ．255 ．255 ．0 小規模 〃 埼玉大学のネットワーク クラス B サブネット 133 ．38 ．0 ．0 埼玉大学 情報システム工学科 133 ．38 ．2 ．0
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)
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？
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 _____________ 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
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
HTML 他 HTML CSS (Cascading Style Sheet) BODY { background: #FFD; color: #000; } A:link { color:#808; } A:visited { color:#626; } A:active { color:#F6A; } A:hover { color:#F99; background: #00A; } HR { color: #007; } H1 { font-size: 175%; font-weight: bold; text-align: center; color: #007; ・ ・ HTML 他 HTML (Hyper Text Markup Language) 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 CSS (Cascading Style Sheet) 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 <html> <head> <meta http-equiv="Content-Language" content="ja"> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=shift_jis"> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="./TMPICS/ics.css" title="ICS"> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="./TMPICS/button.css" title="ICS"> <title>ICS Web Server</title> <meta http-equiv="Content-Script-Type" content="text/javascript"> <script type="text/javascript" src="./TMPICS/hide.js"></script> </head> <body> <div class="headerleft"> <img width=500 src="../img/logo1.gif" alt="情報システム工学科" border="0"> </div> <div class="headerright"> <a href="http://www.saitama-u.ac.jp/">埼玉大学</a> > <a href="http://www.saitama-u.ac.jp/kougaku/">工学部</a> > <a href="index.html">情報システム工学科</a><br> ・ ・ ・
※ プロトコル … やりとりの約束事 → 通信規約 郵便のプロトコル階層 住所、名前、切手
ＯＳＩ 基本参照モデル おプセトネデぶ 応用層 応用層 セッション層 セッション層 トランスポート層 トランスポート層 ネットワーク層 人の操作に 近い側 応用層 応用層 ７ プレゼン テーション層 プレゼン テーション層 ６ セッション層 セッション層 ５ トランスポート層 トランスポート層 ４ ネットワーク層 ネットワーク層 ３ データリンク層 データリンク層 ２ 物理的な操作に近い側 物理層 物理層 １
ＯＳＩ 基本参照モデル 第１層： 物理層 第２層： データリンク層 第３層： ネットワーク層 おプセトネデぶ ________________ 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 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） ________________ ________________
ＯＳＩ 基本参照モデル 第４層： トランスポート層 第５層： セッション層 第６層： プレゼンテーション層 第７層： 応用層 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 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） 第６層： プレゼンテーション層 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） ________________ ________________ ________________
インターネット の プロトコル TCP/IP 応用層 応用層 セッション層 トランスポート層 ＴＣＰ ネットワーク層 ＩＰ データリンク層 （電子メールなど） 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） プレゼン テーション層 セッション層 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 I P アドレスで指定された 計算機まで 物理層 ＯＳＩ 基本参照モデル
ftp (File Transfer Protocol) telnet、ssh 参考： インターネット の プロトコル ftp (File Transfer Protocol) ファイル転送 telnet、ssh 他の計算機に login して操作 電子メール 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 ユーザＩＤ @ ドメイン名 horiyama@ics.saitama-u.ac.jp ○○@docomo.ne.jp
イーサネット イーサネット (ethernet) ギガビット イーサネット 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 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 通信速度が 10 Mbps （M bit/秒） 通信速度が 100 Mbps
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） 同軸ケーブル 光ファイバケーブル 無線 ※ 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) 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 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
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 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) 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 CSMA/CD （Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection） 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）
ＬＡＮ の形態 （トポロジ） バス型 リング型 スター型 １本のケーブル（バス）に接続 リング状のケーブルに接続 ハブや交換機などを中心に、 放射状に接続 ハブ
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 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）
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 イーサネット の 変遷 (2) 送信したパケットは、ＬＡＮ 全体に流れる 半二重通信 ハブ ハブ ・ 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）
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 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）
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 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 cf. ハブ cf. スイッチングハブ
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 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
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。
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
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。
ＬＡＮ の形態 （トポロジ） バス型 リング型 スター型 ________________ １本のケーブル（バス）に接続 リング状のケーブルに接続 スター型 ハブや交換機などを中心に、 放射状に接続 ________________ ________________ ハブ
この文面は、TOKYO TECH OCW の利用 条件を参考にしました この教材のご利用について 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、自主学習はもちろん、翻訳、改変、再配布等を含めて自由にご利用ください。 非商業利用に限定 この教材は、翻訳や改変等を加えたものも含めて、著作権者の許諾を受けずに商業目的で利用することは、許可されていません。 著作権の帰属 この教材および教材中の図の著作権は、次ページ以降に示す著作者に帰属します。この教材、または翻訳や改変等を加えたものを公開される場合には、「本教材 (or 本資料) は http://www.al.ics. saitama-u.ac.jp/horiyama/OCW/ の教材です (or 教材を改変したものです」 との旨の著作権表示を明確に実施してください。なお、この教材に改変等を加えたものの著作権は、次ページ以降に示す著作者および改変等を加えた方に帰属します。 同一条件での頒布・再頒布 この教材、または翻訳や改変等を加えたものを頒布・再頒布する場合には、頒布・再頒布の形態を問わず、このページの利用条件に準拠して無償で自由に利用できるようにしてください。
この教材のご利用について 配布場所 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 2007-2009 horiyama@al.ics.saitama-u.ac.jp 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, 16 ～ 19, 24 ～ 28 クリップアート : Microsoft Office Online / クリップアート その他 堀山 貴史