インターネットと プロトコル（TCP/IP）

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1 インターネットと プロトコル（TCP/IP）
H21 情報機器工学

2 インターネット インターネット（Internet）とは プロトコル（protocol）とは
地球規模のネットワークで、インターネットプロトコル（ＩＰ）と呼ばれる通信規約を用いて接続されたネットワーク プロトコル（protocol）とは 通信を行う際に必要となる伝送路や伝送方式に関する規約（http, ftp, smtp など） プロトコルの異なるネットワークは基本的に通信できない

3 インターネットの特徴 基本的に世界中のどんなコンピュータネットワークとも接続できる仕組みを持たせている
物理的な通信媒体（光、電波、電気信号など）や、ネットワークの規模（LAN、MAN、WANなど）が異なるネットワーク同士を接続できる　　　　　　　→通信媒体や規模に独立 Inter + network → つなげる+ネットワーク　　　　　　　　　=ネットワークのネットワーク

4 インターネットの仕組み どんなネットワークとも接続できる仕組みとは？→Internet protocol（IP）
“ネットワークにつながる、すべてのコンピュータにＩＰアドレスと呼ばれる番号を付けて、情報の送受信先を決定する”、という規約

5 ＩＰアドレスとは ネットワークに接続されているそれぞれのコンピュータに割り振られている数字
世界中のネットワークで通用する住所または電話番号のようなもの（例外もある） ０～２５５の数字の４つ組（ＩＰｖ４：約43億通り） 例）２０２．２２３．１３７．２００（岐阜高専のｗｗｗ） ＩＰｖ６では約281兆5千億通り 各国ごとに設置された機関（ＮＩＣ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Information Center）が配布・管理（日本はJPNIC）

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8 IPアドレスで通信できるのか？ 疑問点 IPアドレスの管理はNICが行っているので、通信をするたびにNICに問い合わせをするのか？
通信経路の確保はどうするのか？ ・・・ ルータによりほとんど解決

9 ルーターの仕事

10 ＩＰアドレスによるルーティング ＸがＹにデータを送信 →ルータＡはルーティングテーブルから、 あて先Ｙを見つけてＳ１へ送信
　　ＸがＹにデータを送信 →ルータＡはルーティングテーブルから、 　　あて先Ｙを見つけてＳ１へ送信 →ルータＣは・・・

11 ルーティングテーブルの例

12 IPアドレスとドメインネーム（DN） IPアドレスは覚えにくい→人間が利用するには覚えやすい名前（Domain Name）が必要
→( →smtp.gifu-nct.ac.jp →dns2.gifu-nct.ac.jp →webmail.gifu-nct.ac.jp →mx.gifu-nct.ac.jp

13 ドメインネームを使った情報伝送 ＩＰアドレスとドメインネームを交互に変換する仕組み→DNS（Domain Name System）
root edu jp com us ac lg co gifu-nct gifu-u gifu

14 example.comドメインから com≠jpなのでrootにjpの（ドメインを管理する）DNSサーバのIPアドレスを問い合わせる jpのDNSサーバにac.jpのDNSサーバのIPアドレスを問い合わせる ac.jpのDNSサーバにgifu-nct.ac.jpのDNSサーバのIPアドレスを問い合わせる gifu-nct.ac.jpのDNSサーバに 得られたアドレスへ データを送信

15 TCP/IPのTCPとは？ 正確にはTCP（Transmission Control Protocol：伝送制御プロトコル）とUDP（User Datagram Protocol：ユーザデータグラムプロトコル）のこと・・・ TCPは情報を確実に相手先に伝えるため、送信前に予め通信経路を確定して送信（その他の信頼性確保のための作業も行う） →Ｅメール送信のようなもの UDPは情報を速く送るため、送り先が確定（IPアドレスが判る）次第、とにかくデータを送信する（届いたかどうかの問い合わせもしない） →ホームページの閲覧のようなもの

16 電子メールの仕組み① ①送信クライアントはメールに宛先を 付けてメールサーバへ送信 ②メールサーバは宛先のＩＰアドレスを
　付けてメールサーバへ送信 ②メールサーバは宛先のＩＰアドレスを 　ＤＮＳサーバへ問い合わせ ③メールサーバは宛先ＩＰアドレスにしたがって送信 ④インターネット経由で宛先のメールサーバへ送信 ⑤受信クライアントはメールを受信

17 電子メールの仕組み② 200???@edu.gifu-nct.ac.jp ユーザ名＠所属している機関のドメイン名
ドメインの詳細（後ろから読む） トップレベルドメイン：ｊｐ＝日本 第2レベルドメイン：ac＝教育研究機関 第3レベルドメイン：gifu-nct＝岐阜高専 第4レベルドメイン：edu＝教育用電算システム

18 WWW（World Wide Web）の仕組み①
Webページの閲覧にはIEやFirefoxなどのWebブラウザでURLを指定 Ｗｅｂブラウザ:Webページを記述する言語（HTMLなど）を理解し、内容を表示するソフトウェア URL（Uniform Resource Locator）:要求する情報がインターネット上のどこに格納されているかを示す

19 ＷＷＷの仕組み② http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/ Webブラウザがインターネット上の
URL指定 Webページ送信 Webブラウザがインターネット上の Webサーバを探して、目的のホーム ページを自分のコンピュータに表示

20 ＷＷＷの仕組み③ HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)
HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) Webブラウザが、Webサーバに対してHTML形式のファイルを受け取るためのプロトコル HTML(Hyper Text Markup Language) Webページを作成するための言語 文章のみならず、画像や音、他のWebページへのリンクなどを埋め込んだテキスト（Ｈｙｐｅｒ Text）を記述できる

21 TCP/IPのまとめ インターネットでは情報の送受信にIPアドレスを利用して通信する（ＩＰ）
ＩＰにより送受信先のコンピュータを指定できるが、実際のデータ送信については信頼性が低い ＩＰ＋ＴＣＰにより送信先の確定＋信頼性を確保 ＴＣＰは信頼性を重視するため動作が遅く、基本的に1対1の通信に向いている→動作が速く1対多の通信向けのプロトコルを用意（ＵＤＰ）

22 プロトコルの標準化 異なるプロトコルのネットワーク同士は通信不可 →プロトコルの標準化
ＩＳＯによるＯＳＩ参照モデルの提唱 ISO：International Organization for Standardization 　　　（国際標準化機構） OSI：Open Systems Interconnection（開放型システム間相互接続） ＴＣＰ/ＩＰはＩＳＯによる国際標準ではないが、事実上の標準プロトコル

23 プロトコルの階層化 ＯＳＩ参照モデルは、通信における各種機能を分割し、階層化している プロトコルの階層化→設計・実装が容易
各階層ごとに独立して約束事（プロトコル）を決めて、コンピュータ同士が、同じ階層のプロトコルを利用してやり取りができるようにする 低レベル（ハードウェア的）な処理は下位層のプロトコルで解決し、各プロトコルにはそれぞれの階層で必要なことのみを処理させる

24 プロトコルの階層化の例

25 プロトコル階層の例 コンピュータＡ コンピュータＢ ネットワーク回線 プロトコル３ プロトコル２ プロトコル１ 第３層 第３層
（扱うデータの内容） 第３層 プロトコル３ コンピュータ同士が どのようなデータを 授受するのか 第２層 （データのやり取り方法） 第２層 プロトコル２ コンピュータ同士が データをどのように やり取りするか 第1層 （物理的に接続する方法） 第1層 プロトコル１ コンピュータ同士が 電気的につながる までの手段 ネットワーク回線

26 ＯＳＩ参照モデル ＯＳＩ参照モデルはあくまでモデルであり、ガイドラインでしかない ＯＳＩ参照モデルは以下の7階層に分類される ランク 層
機能 例 第7層 アプリケーション層 特定のアプリケーションが通信する方法 HTTP,SMTP,FTP,・・・ 第6層 プレゼンテーション層 データ形式の定義や変換方法 SMTP,FTP,・・・ 第5層 セッション層 通信の管理や制御、コネクションの確立／切断 第4層 トランスポート層 データ送信の管理、信頼性を確立 TCP,UDP,・・・ 第3層 ネットワーク層 異なるネットワーク先への通信経路を確立 IP,・・・ 第2層 データリンク層 直接接続されたノード間でのデータの電送制御 イーサーネット、PPP,・・ 第1層 物理層 物理的な接続方法、コネクタ、ケーブルの形状 RS-232,無線,光、UTP,

27 回線交換型ネットワーク 2つのノード間を直接接続するための回線を用意し、１回線1通信で占有される

28 パケット交換型ネットワーク 通信データをパケット（小包）と呼ぶ小さなデータに分割し、送信する

29 課題 コンピュータネットワークにおいて「プロトコル」とは何か、その必要性も併せて簡単に説明しなさい
回線交換型ネットワークとパケット交換型ネットワークのそれぞれの利点と欠点について説明しなさい