レッスン１　ネットワークの基本　

レッスン１　ネットワークの基本　このレッスンでは次のことを学びます 1.サーバ、ワークステーション、ホストの機能 2.主要なOS と対応するクライアント 3.OSI参照モデル 4.各種ネットワークプロトコル 5.LAN とWAN の基礎 6.伝送メディア、ネットワーク機器 7.LAN規格とWAN 規格

1．ネットワークとプロトコルの概要 ●ネットワーク複数のコンピュータや通信機器が互いに接続されたデータ通信網。複数のコンピュータを接続でき、伝送メディアを通じてデータを相互に通信できる相互に通信できるよう接続された2台以上のコンピュータの集まり LAN（Local Area Network）とWAN（Wide Area Network ）

２．電話ネットワーク ●従来の電話網公衆交換電話網（PSTN）・・・音声交換ネットワーク　　　　　今なおインターネット基盤に欠かせない要素モデム・・・ダイヤルアップ接続を使って公衆電話網経由　　　　　　でデータを交換するために使用変調・・・デジタル信号をアナログ信号に変換復調・・・アナログ信号をデジタル信号に復元 ●IP電話とVoIP IP電話・・・データをパケット交換接続で送受信する技術 VoIP・・・IPプロトコルを使用して、音声情報をデジタル　　　　　形式のパケットとして送信する技術

３．ネットワークの進化 ●メインフレーム

３．ネットワークの進化 ●メインフレームの特徴中央集中型コンピューティング環境メインフレーム（中央）と、リモート端末（ターミナル）で構成ほとんどの情報処理は、サーバ側で行われる ●メインフレームの負荷メインフレームが全処理を行う→メインフレームへの負荷ターミナルとメインフレーム間の要求や応答が多くのネットワーク帯域を占有

４．クライアント／サーバモデル ●クライアント／サーバモデル分散型コンピューティング

４．クライアント／サーバモデル ●クライアント／サーバモデルでの情報処理 1. クライアントはサーバに対し、サービス要求を送信 2. サーバは要求を処理し、サービスをクライアントに提供 3. クライアントはサービスを利用 ●クライアント／サーバモデルのデータベースとSQL 1. ユーザのデータ要求　 2. クライアントコンピュータがデータ要求をSQLに翻訳　 3. クライアントはサーバへ要求を送信 4. サーバの要求処理 5. サーバからのクライアントへ結果を送信 6. クライアント側で結果表示

４．クライアント／サーバモデル ●クライアント／サーバモデルの特徴 1. 処理作業を分散 2. 柔軟性（新しいシステムコンポーネントの追加）　システムは特定の用途に限定されない　→異種混交システムが同時に効率よく稼動

２階層 画面上の情報を処理データ処理と保存３階層情報整理等中間処理情報の表示データベース表示機能ビジネスロジックデータ保存４．クライアント／サーバモデル ●２階層および３階層コンピューティング

５．NOC（ネットワーク・オペレーション・センター）５．NOC（ネットワーク・オペレーション・センター）ネットワークを管理し、監視し、保守するための特定の場所役割・・・ネットワークの保守とトラブルシューティング通信を保証するために、一般に冗長ネットワーク接続や冗長電源を複数備えている大企業のNOCのほとんどが、各通信事業者やISP、ASP （アプリケーション・サービス・プロバイダ）との間で連絡が取れる体制を構築している

６．ネットワークの種類 ●ネットワークの基本要素すべてのネットワークノード間で統一して用いられる通信規則プロトコル伝送メディア全ネットワーク要素の相互接続ネットワークサービスネットワークユーザが共有するリソース

６．ネットワークの種類 ●ピアツーピアネットワーク Microsoft ピアツーピア・・・Microsoftベースのシステム　間で、中央集中型のシステムを使うことなく相互通信ピアツーピア・・・世界中の何千ものユーザが同時に構成　するネットワークホストにサーバやクライアントという区別なし

分散型 集中型中央サーバへログオン全データが各ユーザ間に流れる６．ネットワークの種類 ●長所・短所 ■低価格・簡単な構築だが、安全性は低い　→ファイルなどを不正に共有するユーザの存在 ■複数コンピュータを相互接続して行う演算実行などの例

６．ネットワークの種類 ●サーバベースネットワーク複数のノードで構成他のホストにリソースを提供する役割を担っているものも中央データベースでユーザのアクセスリソースを管理 ●認証中央集中型と分散型

７．ネットワークトポロジ ●バス型トポロジすべてのコンピュータ（ノード）を１つのネットワークに接続 ■利点比較的簡単で、安価、操作がしやすい ■欠点ひとつの障害がネットワーク全体に影響する可能性伝送効率が低く、負荷集中時にはレスポンスが低下することも

７．ネットワークトポロジ ●スター型トポロジコンピュータ（ノード）を中央ポイント（集線装置）で接続 ■利点１台のノードが故障しただけでは、影響はないネットワークの拡張と再構成が比較的簡単ネットワーク管理および監視を中央で行える ■欠点中央の集線装置が故障すると、ネットワーク全体の障害に

７．ネットワークトポロジ ●リング型トポロジ中央装置（MAUなど）を介して、各ノードを接続 ■利点すべてのノードが平等にデータにアクセスできる負荷のピーク時でも、すべてのノードが同程度のパフォーマンスを提供 ■欠点ひとつの障害がネットワーク全体に影響する可能性ネットワークの拡張や再構成がしにくい

７．ネットワークトポロジ ●ハイブリット型トポロジバス型、スター型、リング型の組合せたネットワーク総称 ■利点１つのトラブルが起きても全ネットワークに影響しない。拡張や再構築が容易 ■欠点ハブに障害が出た場合、正常に機能しない異常のあるハブと接続した他のハブも機能が停止

７．ネットワークトポロジ ●メッシュ型トポロジノード間を複数の経路で交差して接続。冗長性接続 ■利点もっとも障害耐性が高い最適な経路が選択でき、１つの接続が失われても、別の接続を選択し、データを送信 ■欠点冗長化のためにハードウェアの追加が必要

８．ネットワーク対応のOS ●相互接続性異なるコンピュータシステムが相互に通信する能力ネットワークを容易に形成できる

９．Microsoft Windows Server ●発展の推移 WindowsNT3.1(1993年) WindowsNT3.5(1994年) WindowsNT3.51(1995年) WindowsNT4.0(1996年) Windows 2000(2000年) Windows Server 2003(2003年) Windows Server 2008(2008年)

10．UNIXとLinux UNIX System V BSD（Berkeley Software Distribution） Sun Solaris Linux FreeBSD

１１.　プロトコルの必要性 ●プロトコル　　→効率よい通信を行うのに必要な標準規格　　→Network Interface Card（NIC）から　別のNICへデータ送信をする際に必要な規則

１２.OSI参照モデル ファイル転送などの通信プロトコルデータのエンコード方法やフォーマットセッションの管理手順信頼性の高いデータ通信を実現するプロトコルデータをパケットに分割するプロトコルデータを伝送するプロトコル物理的な接続・伝送の方法。コネクタ形状など

１２.OSI参照モデル

処理要求クライアントサーバアプリケーション層アプリケーション層プレゼンテーション層プレゼンテーション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ネットワーク層データリンク層データリンク層物理層物理層１２.OSI参照モデル ●OSI参照モデルの階層と通信

ヘッダ データトレイラ１３.　パケットヘッダ　→アドレス情報など、ＯＳＩ参照モデル各層での処理に　　必要な情報実データ　→クライアントの要求やサーバの応答など実際のデータトレイラ　→伝達中にエラーを防ぐ冗長巡回コードなど

CRCコードが一致した場合→パケット処理を開始CRCコードが一致した場合→パケット処理を開始 CRCコードが一致しない場合→パケットを破棄１３.　パケット ●巡回冗長検査（CRC）情報を受信する先のコンピュータがパケットが有効か否かを確認するためのコード ●CRCによるパケット処理 1. 送信元のホストが送信するパケットを基にCRCコードを計算 2. CRCコードをパケットのトレイラに加え、パケットを送信 3. パケットを受信したホストは、パケットを基にCRCコードを計算 4. 送信元ホストのCRCコードと受信側ホストのCRCコードを比較

１３.　パケット ●パケットの作成：ヘッダーの追加ファイル転送各層でのヘッダ

パケット １３.　パケット ●パケットの作成：ヘッダーの削除パケットヘッダを取り除く受信

１４. OSI参照モデルのプロトコル例

１４. OSI参照モデルのプロトコル例 ■イーサネット　　→DIXイーサネット規格をベースに標準化されたIEEE802.3規格が最も一般的 ■トークンリング　→IEEE802.5によって規格化 4Mbpsまたは16Mbpsの伝送速度　リング型トポロジ

どちらを採用するかは、ネットワークの用途やデータどちらを採用するかは、ネットワークの用途やデータの転送方法で決定１５. 主要なネットワークプロトコル ●コネクション型(ステートフル)と　　　　　　　　　　　　コネクションレス型(ステートレス) ■コネクション型(ステートフル) 1. 情報の転送前にセッションを確立 2. セッション確立を確認後データを転送　　　→信頼性は高いが、確認手順でシステムに負荷 ■コネクションレス型(ステートレス) 1. 情報の転送前にセッションを確立しない 2. データを転送　　→コネクション型に比べ信頼性が低いが、負荷小

ブリッジを使うか、トンネリングを使うことで効果的に使用できるブリッジを使うか、トンネリングを使うことで効果的に使用できる１５. 主要なネットワークプロトコル ●ダイナミックルーティングと　　　　　　　　　　　　　　　　　スタティックルーティング ■ルータブル（経路選択型） 1. LANと外部ネットワーク間で通信 2. ルータを介してデータを送受信できる　　　→TCP/IP、IPX/SPX ■ノンルータブル（経路固定型） 1. あらかじめ決められた経路のみを使用 2. ルーティング機能を使用しないものもある　　　→NetBEUI，NetBIOS，LAT

１６. TCP/IP ●TCP/IP・・LAN/WAN双方のデファクトスタンダード ■TCP 　・配送の信頼性を保証。コネクション型プロトコル・パケット配送のためポートを使用・シーケンス機能・ハンドシェイクプロセス ■UDP 　・コネクションレス型プロトコル ■IP 　・アドレスを指定。コネクションレス型プロトコル・ルーティング機能を提供・IPv4で32ビットアドレス。AからEの5クラス構成

１６. TCP/IP ●プロトコルをバインドする

１７. LAN 地理的に限定された範囲内で接続されたネットワーク ■ファイルの共有 ■サービスの共有 ●数メートル～数キロメートルまで拡張可能

１８. WAN 国・都道府県などの地理的領域を越え広範に接続広い範囲で、物理的に遠い距離にあるファイルの共有、サービスの共有が可能になる

１９. IX（インターネットエクスチェンジ） ●高速ネットワーク間の接続点高速バックボーンネットワークサービス (Very high-speed Backbone Network Service : vBNS）

２０. ネットワークコンポーネント NIC、リピータ、ハブ、ブリッジ、ルータ、ブリッジルータ、スイッチ　など

２０. ネットワークコンポーネント ●NIC（ネットワークインタフェースカード）コンピュータとネットワーク間のインターフェース OSI参照モデルのデータリンク層（第２層）で動作 Ethernet やToken Ringのタイプに応じて種類 NICがないと通信は不可能！！

２０. ネットワークコンポーネント ●リピータネットワーク規格で定められた最大間隔以上に離れたコンピュータ同士を接続するためのデバイス電気信号を増幅し劣化させない OSI参照モデルの物理層（第1 層）で動作距離により信号が減衰弱い信号が増幅された増幅

２０. ネットワークコンポーネント ●ハブスター型ネットワークを接続リピータハブ・・OSI参照モデルの物理層（第１層）スイッチングハブ・・データリンク層（第２層）カスケード接続（ディジーチェーン接続）

２０. ネットワークコンポーネント ●ブリッジフレーム（パケット）のフィルタリング機能　→ＭＡＣアドレス情報に基づき配送先ネットワークを区別 OSI参照モデルのデータリンク層（第２層）で動作

２０. ネットワークコンポーネント ●ルータルーティング機能　→ネットワークアドレス情報に基づき配送先までの最短　　経路を選別 OSI参照モデルのネットワーク層（第３層）で動作プロトコルに依存するデバイス。IPやIPXを使用

２０. ネットワークコンポーネント ●スイッチスター型ネットワークで使用動作するOSI参照モデル階層こどにタイプがある　→レイヤ2スイッチ（ＭＡＣアドレスを基にパケットを転送）　→レイヤ3スイッチ（ＩＰアドレスを認識してパケットを転送）　→レイヤ4スイッチ（TCP/UDPポート番号なども利用） ①設置が簡単 ②高速 ③サーバ帯域幅　を増やせる

２０. ネットワークコンポーネント ●増加するLANトラフィックブリッジを使用するスイッチングハブを使用するネットワークの帯域幅を増やす

２０. ネットワークコンポーネント ●ゲートウェイプロトコルコンバータ１つのプロトコルスタックを別のプロトコルスタックに変換

レッスン１ ネットワークの基本