情報通信の基礎

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1 情報通信の基礎 2016 年 5 月 19 日 ( 木 ) 第 4 回授業 1

2 本日の予定 グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス DHCPサーバ (IPアドレスの自動割り当て等) DNSサーバ ( 名前解決 ) MACアドレス ARP( アドレス解決プロトコル ) ネットワークの階層モデル アプリケーションを識別するポート番号 2

3 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 現在インターネットの標準の通信プロトコルとして広く認知されている. 通信プロトコル : 通信規約, 通信手順 はがきで例をとると宛先 ( 住所 ) が IP, 配達するのが TCP の役割となる. IP アドレス : 通信相手を特定 IPアドレスの表記方法 IPv4 32ビットを8ビットずつ4つに区切った数列を10 進数で表記 IPv6 128ビットを16ビットずつ8つに区切った数値列を16 進数で表記 3

4 グローバル IP アドレスとプライベート IP アドレス パソコン パソコン 1 プライベート IP アドレス LAN 内だけで使用できる デフォルトゲートウェイ ブロードバンドルータ デフォルトゲートウェイ : 所属するネットワークの外へアクセスする際に使用する 出入り口 となる機器. 一般的には, ルータがデフォルトゲートウェイになる グローバル IP アドレス サーバ グローバル IP アドレス インターネットに接続できる インターネットで相手と通信するための IP アドレス プライベート IP アドレスを使用すれば複数のパソコンがある場合でもグローバル IP アドレスは 1 つでよい

5 予約されているプライベート IP アドレス クラス範囲サブネットマスクアドレス数 クラス A クラス B クラス C ~ ~ ~ ,777, ,097, ,536 5

6 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) IP アドレスやサブネットマスクなどのネットワーク情報を自動的に割り当てるプロトコル. DHCP サーバに接続すれば,LAN 内で使われていない IP アドレスが自動で割り当てられる. ブロードバンドルータは LAN 内に対して DHCP サーバ機能を持つ. プロバイダに接続したときも同様に DHCP サーバと通信することで IP アドレスが自動的に割り当てられる. ネットワーク内の DHCP サーバには,DNS サーバやゲートウエイなどの,IP アドレス, サブネットマスクや, 割り当ててよい IP アドレスの範囲などの情報をあらかじめ登録する必要がある. 6

7 DHCP を利用する設定 7

8 ホスト名やドメイン名の名前解決方法 1. 各パソコンに対応表を保存 hosts ファイル ホスト名 PC5 の IP アドレスは? 専用のサーバが不要だが, 大規模なネットワークに対応できない 2. 名前解決用の専用サーバを利用 DNS サーバ ドメイン名と IP アドレスの対応をサーバで管理. 大規模なネットワークでもうまく機能する 8

9 DNS サーバを利用したドメイン名の名前解決法 の IP アドレスは? 8 1 ブロバイダなどの DNS サーバ ルートを管理する DNS サーバ jp ドメインを管理する DNS サーバ jp ドメインを管理する DNS サーバを紹介 kanagawa.jp ドメインを管理する DNS サーバを紹介 7 6 kanagawa.jp ドメインを管理する DNS サーバ IP アドレスを知らせる 9

10 神奈川工科大学のネットワーク (IP アドレス ) H 科ホームページリンク情報教育研究センター 学内向け情報教職員 / 研究室のインターネットインターネット接続手順 10

11 MAC アドレス (Media Access Control address) イーサネットに接続するすべての機器が持つ固有の番号 ネットワークカードに書き込まれている 48 ビットの値 通信相手の特定に IP アドレスとともに利用される IP アドレスだけでは通信相手のネットワークカードを特定できない IP アドレスを指定すると自分のネットワークカードから通信相手のネットワークカードにパケットが送信される MAC アドレス は 物理アドレス とも呼ぶこともある. イーサネット (Ethernet) コンピュータネットワークの規格のひとつで 世界中のオフィスや家庭で一般的に使用されている LAN (Local Area Network) で最も使用されている技術規格である ネットワークカードコンピュータネットワーク内でコンピュータ間の通信を行うために使用されるハードウェアの 1 つである 一般的には LAN カードと呼ばれることが多いが ネットワークアダプタ ネットワークインタフェースカード ( 略称 : NIC) などとも呼ばれる 11

12 MAC アドレス (48 ビット ) の表記方法 ビット単位に分ける 進数から 16 進数に変換 C-6E-33-EA-0A 先頭の 24 ビットは ベンダーコード ネットワークカードのメーカーに割り当てられている 2 進数から 16 進数への変換 2 進数 16 進数 A B F FF 12

13 MAC アドレスの確認の仕方 コントロールパネル ネットワークとインターネット ネットワークと共有センター ローカルエリア接続 詳細 物理アドレス 13

14 URL や IP アドレスと MAC アドレスの関係 URL やメールアドレスはドメイン名によって構成されている. ドメイン名をもとに IP アドレスが求められる (DNS). さらに,IP アドレスから MAC アドレスが求められ (ARP), 目的のコンピュータ ( 実際はネットワークカード ) が探される. 送信元ホスト ドメイン名 IPアドレス変換 (DNS) IP アドレス MAC アドレス変換 (ARP) 送信先ホスト DNS(Domain Name System) ARP(Address Resolution Protocol) 14

15 ネットワークの階層モデル TCP/IP 階層モデル 主なプロトコル アプリケーション層 HTTP, FTP SMTP, POP DNS, DHCP アプリケーションが利用するデータの形式を決める トランスポート層 ネットワーク層 リンク層 TCP, UDP IP, ARP イーサネット データが届くように品質を管理する 通信相手までパケットを届ける データをひとまとめにし, 電気信号に変換する ( 同一ネットワーク内の通信を保証 ) 16

16 ネットワークの階層モデル OSI 参照モデルと TCP/IP 階層モデル OSI 参照モデル TCP/IP 階層モデル 主なプロトコル 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 アプリケーション層 HTTP, FTP SMTP, POP DNS, DHCP アプリケーションが利用するデータの形式を決める トランスポート層 トランスポート層 TCP, UDP データが届くように品質を管理する ネットワーク層 ネットワーク層 IP, ARP 通信相手までパケットを届ける データリンク層物理層 リンク層 イーサネット データをひとまとめにし, 電気信号に変換する ( 同一ネットワーク内の通信を保証 ) 17

17 アプリケーションや通信の種類を識別する仕組み ポート番号を利用してアプリケーションを区別 ポート番号 プロトコル サービス 20 TCP FTP( データ ) 21 TCP FTP( 制御 ) 23 TCP Telnet 25 TCP SMTP 53 UDP DNS 53 TCP DNS 80 TCP HTTP 110 TCP POP 443 TCP HTTPS プロトコル :TCP 宛先ポート番号 :25 番 プロトコル :TCP 宛先ポート番号 :80 番 TCP の 25 番はメールサーバに渡そう TCP の 80 番は Web サーバに渡そう 19

18 演習問題 1. 現在のインターネットプロトコルである IPv4 は IP アドレスを何ビットで表すか. また, アドレス不足から生まれた規格 IPv6 のアドレスは何ビットか. 2. クラス C のプライベート IP アドレスに割り当てられているアドレスの上位 16 ビットは 10 進数で表すと何か 3. IP アドレスやサブネットマスクなどのネットワーク情報を自動的に割り当てるプロトコルを何というか 4. 現在広く使われている名前解決用のサーバを何というか 5. ネットワークカードに書き込まれているコンピュータが持つ固有の 48 ビットの値を何というか. この値を別名何と呼ぶか. また, 通常何進数の数字で表示されているか. 6. 通信相手を特定するために使われるアドレスを 2 つ示せ. 7. ドメイン名から MAC アドレスを求める仕組みを何というか. 8. ネットワークの階層モデルである TCP/IP 階層モデルの 4 つの層を示せ. 9. アプリケーションの種類を識別するのに使われるものは何か. 20