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1 1. インターネットの仕組み GAN プロバイダ ( ) のシステムを相互接続した地球規模のコンピュータNW ユーザは プロバイダ (ISP) のシステム経由でインターネットへ接続 通信にはTCP/IPと呼ばれる標準プロトコルが利用される ユーザ インターネット ハ ックホ ーンネットワーク TCP/IP プロトコル ハ ックホ ーンネットワーク ハ ックホ ーンネットワーク ハ ックホ ーンネットワークハ ックホ ーンネットワーク 注 ) :ISP(Internet Service Provider) ハ ックホ ーンネットワーク ユーザ インターネットアクセス回線 1

2 2. プロバイダ (ISP) とは 概要 インターネット接続サービス提供事業者と呼ばれる インターネットと常時 (24 時間 365 日 ) 接続 インターネットのユーザは サービスを受けるために ISP との契約が必要 主要なサービス例 インターネットへの接続機能 : ダイヤルアップ接続 ブロードバンド接続 モバイル系接続 その他 : メールアカウントの提供 ホスティングサーバ (Web ページ公開スペース ) の提供 アプリケーションサーバの提供 など プロバイダの例 NTT 系列 :OCN(NTT コム ) ぷらら (NTT ぷらら ) mopera U( NTT ドコモ ) など KDDI 系列 :au one net au.net ソフトバンク系列 :Yahoo! BB( ソフトバンク BB) ODN( ソフトバンクテレコム ) など 鉄道会社系列 :CYBER STATION(JR 系 ) Tigers-net.com( 阪急阪神系 ) など 電力会社系列 :eo( 関西電力系 ) MEGA EGG( 中国電力系 ) BBIQ( 九州電力系 ) など 電機メーカー系列 :BIGLOBE(NEC 系 富士通系 ) So-net( ソニー系 ) など 2

3 3. インターネットの誕生から商用化へ ( 北米 ) 起源は軍事目的のネットワーク 米国防総省の ARPANET(Advanced Research Project Agency Network 高等研究計画局ネットワーク ) 分散コンピュータ ネットワーク環境 ( 防空のための危険分散 ) History Of The Internet (HD) - YouTube(8:09) And the Internet was Born: The Creation of the ARPANET - YouTube(9:59) 3

4 始動時の ARPANET 4

5 4. インターネットの進展 ( 日本 ) 大学間の学術情報交換用ネットワークが最初 5

6 5. インターネットの進展 ( 商用化後 ) マーク アンドリーセンら 6

7 6. インターネットの標準プロトコル :TCP/IP TCP/IP とは TCP IP その他インターネットで利用されるプロトコルの総称 4 つの機能階層から成る - アプリケーション層 メール Web 制御など (SMTP HTTP など ) - トランスポート層 端末間送受信制御 (TCP など ) - インターネット層 着端末までの配送制御 (IP など ) - ネットワークインタフェース層 物理層とリンク制御 ( イーサネットなどの LAN 等 ) 注 ) SMTP: Simple Mail Transfer Protocol FTP: File Transfer Protocol TELNET: TELecommunication NETwork SNMP: Simple Network Management Protocol DNS: Domain Name System NNTP: Network News Transfer Protocol POP3: Post Office Protocol 3 HTTP: HyperText Transfer Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol IP: Internet Protocol RIP: Routing Information Protocol OSPF: Open Shortest Path First PPP: Point-to-Point Protocol FDDI: Fiber Distributed Data Interface OSI 参照モデル アプリケーション層 プレゼンテーション層 セッション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 SMTP(25),FTP(20,21), TELNET(23),DNS(53), SNMP(161),NNTP(119), POP3(110),HTTP(80) OSPF ホ ート番号 TCP IP イーサネットトークンリング FDDI UDP RIP PPP ) 通信回線の物理仕様 TCP/IP アプリケーション層 トランスポート層 インターネット層 ネットワークインタフェース層 7

8 7.IP アドレスとポート番号 IP アドレスはインターネットに接続されたパソコンを識別するための情報 ポート番号はパソコン内のアプリケーションを識別するための情報 HTTP ソフト (80) FTP ソフト (20 21) SMTP ソフト (25) など パケット ポート番号 80 IPアドレスはインターネットに接続されたパソコンを識別するための情報ポート番号はパソコン内のアプリケーションを識別するための情報 8

9 参考ポート番号とは 概要 アプリケーションやサービスを識別するための番号 TCP や UDP セグメントのヘッダに含まれる 16 ビット構成 IANA(Internet Assigned Number Authority) という組織で管理されている ポート番号の割付 11~1023: ウェルノウン (Wellknown) ポート番号 主にシステムや主要なサーバで利用されるもの 例 :FTP テ ータ (20) FTP(21) TELNET(23) SMTP(25) HTTP(80) POP3(110) NNTP(119) IMAP(143) SNMP(161) HTTPS(443) 21024~49151: 予約済み (Registered) ポート番号 主にネットワークアプリケーション (IM IP 電話など ) で利用されるもの 例 :AOL メッセンシ ャー (5190) Yahoo! メッセンシ ャー (5100) ~65535: ダイナミック プライベート (Dynamic Private) ポート番号 ユーザが制限なく自由に利用できるもの 9

10 8. マルチメディア情報に好適な転送方式 テキスト 画像等 種別を問わず パケットという単位で転送 ルータは各パケットに付与された宛先 IP アドレスを基にルーティング => 多数が各種データを自由にやり取りするのに向いたネットワーク 送パ出ケットに分割して A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A8 B6 B7 B8 B5 B : クライアントまたはサーハ ルータ 2 D A6 A5 B4 A4 A3 A ルータ 1 多数のユーザのデータパケットで回線を共用 B3 C B2 B1 A2 A1 組立て直す 元のデータに 10

11 9. 接続に用いる回線 以下のような回線が利用されている 家庭 / 企業など 外出先 1. 電話加入者回線 ( 有線 ) 一般アナロク 回線 (~56K) ISDN 回線 (~128K) ADSL 回線 (~50M) 2. ケーブル TV(CATV) 回線 (~ 数 10M) 3. 光ファイハ (FTTH) 回線 (~100M) 4. 無線回線 ( 固定端末向け :FWA)(1~11M) 5. 無線回線 ( 移動端末向け ) 携帯 スマホ回線 (~ 約 1000M) 無線 LAN MAN*(~ 数 100M) フ ロート ハ ント タ イヤルアッフ ( アクセスホ イントまで電話と同様に接続 ) 専用接続 *WiMAX:Worldwide Interoperability for Microwave Access(IEEE802.16a) ( インターネット専用に接続 ) 11

12 10. インターネットアクセス回線の全体像 5G ノマディック ( 遊牧民の ) 12

13 多様化するインターネット接続 各種設定 保守 工事 13

14 11. ブロードバンド契約数の推移 H30 情報通信白書 14

15 12. ブロードバンドサービスの概要 15

16 13. 光ファイバ回線 (FTTH) 光ファイバケーブルを使用 100Mbps 程度 将来は 波長多重化により1G~10Gも可能 ONU 経由で回線に接続 ダイヤルアップ不要 常時接続 ブロードバンド回線の本命 低価格化が普及の鍵 ONU 光ファイハ 回線 OLT 地域 IP 網 ISP インターネット 光と電気の変換 ONU: 光加入者線終端装置 (Optical Network Unit) OLT: 光加入者線端局装置 (Optical Line Terminal) 16

17 14.FTTH 回線 : 家庭内の接続例 家庭内 FTTH 回線局光電変換機能 17

18 15. 光アクセス系の 2 つの構成法 ユーザ宅 局 / センタ 光ファイハ O L T (a)ss(single Star) 構成 光ファイハ 光分岐装置 ( スター カッフ ラ ) 光ファイハ 局 / センタ O L T (b)pds(passive Double Star) 構成 18

19 16. インターネットへの無線によるアクセス インターネット ( 注 ) PAN:Personal Area Network LAN:Local Area Network MAN:Metropolitan Area Network WAN:Wide Area Network アクセスホ イント 基地局 基地局 基地局 BLE IoT ケ ートウェイ IoT 端末 無線 PAN 通信距離 :~ 約 10m 通信速度 : 低速 消費電力 : 小 WiFi 端末 無線 LAN 通信距離 :~ 約 50m 通信速度 : 高速 消費電力 : 大 WiMAX 端末 無線 MAN 通信距離 :~ 主要都市部 通信速度 : 高速 消費電力 : 大 3G/LTE/4G/5G 端末 無線 WAN 通信距離 :~ 全国 通信速度 : 高速 消費電力 : 大 LPWA 端末 (IoT 向け ) 無線 WAN 通信距離 :~ 全国 通信速度 : 低 ~ 中速 消費電力 : 小 19

20 LPWA~IoT を支える通信技術 aper/ja/h29/summary/summary01.pdf JST スマート ディジタルロジスティクスの実際 20

21 5G( 第 5 世代通信システム ) H28 情報通信白書 図表 1 ( 左 )5G の主な要求条件 ( 右 )5G による産業構造の変化 21

22 研究開発 総合実証試験の推進 2020 年の 5G 実現に向けて 総務省では 研究開発や実証試験の推進 各国 地域の政府等との国際連携の強化 周波数の確保などに積極的に取り組んでいる 具体的には 5G の実現に不可欠な要素技術の研究開発に 2015 年度から取り組むとともに 2017 年度からは 5G の具体的な利用シーンなどを想定したユーザ参加型の総合的な実証試験を 東京だけでなく地方でも実施する ( 図表 3) H29 情報通信白書第 2 部第 7 章 22

23 5G 回線数の予測 ( 世界 ) H30 情報通信白書 23