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コンピュータの運用形態の移り変わり バッチ処理 TSS 処理 1 コンピュータ分散処理 インターネット処理 3 4 ネットワーク処理 2
リング型 ネットワークを構成する各種機器 バス型 スター型 3
LAN 構築に必要な基本パーツ ネットワーク OS はネットワークで接続されたコンピュータ同士の情報交換などを可能とします コンピュータを LAN に接続するためには LAN カード / ボードが必須です LAN の形態により接続するコネクタは異なります 4
ネットワークを構成する各種機器 １ 5
ネットワークを構成する各種機器 (2) プロトコルが異なるものを接続する場合はゲートウェイが必要です 6
OSI7 階層の定義する上位層の役割 7 階層 ( アプリケーション層 ) アプリケーションソフトのインターフェースと 基本的な応用機能を提供 FTP,TELNET,SMTP など 6 階層 ( プレゼンテーション層 ) 交換される情報の表現形式を規定 上位からの抽象構文の転送構文への変換などの定義 第 5 層 ( セッション層 ) エンドエンド間での通信に関する折衝 ( ネゴシエーション ) を行います 半 2 重通信 / 全 2 重通信など 7
OSI7 階層の定義する下位層の役割 第 4 層 ( トランスポート層 ) ネットワークの属性に依存しないデータ転送サービスの提供 転送誤りの検出 再送機能など 第 2 層 ( データリンク層 ) 隣接するネットワーク機器間での通信を制御する機能の提供伝送制御手順の範疇 第 3 層 ( ネットワーク層 ) エンドシステム間を接続するルーティング ( 中継 ) 機能とフロー制御などの機能を提供 第 1 層 ( 物理層 ) ネットワーク機器を構成するケーブルやコネクタの仕様 及び通信信号などに関する規定 8
OSI７階層の各層に対応するプロトコル 例一 えつ ばの プ Ｈロ Ｔト Ｔコ Ｐル はが 複 第数 ５の 階層 層に か対 ら応 第す ７る 階 層も にの 跨も っ 多 て々 いあ まり すま す ステートレスプロトコル httpプロトコルのように 要 求に対して応答を返した時 点で接続を完結させる形態 のプロトコルのこと ステートフルプロトコル ftpプロトコルのように 一度 コネクションを確立すると意 図的に完結させない限りコ ネクション状態を維持する プロトコルのこと 9
より実践的な通信プロトコル TCP/IP ほとんどのネットワーク (LAN) には OSI 参照モデルに準じた TCP/IP プロトコルが使用されています 10
TCP/IP 通信プロトコルの概念 各々のヘッダー情報は 対応する層だけが参照します データリンク層に相当するソフトウェアはデバイスドライバに相当します 11
クライアント & サーバ間でのデータの流れ 12
イーサネットによるネットワーク体系 イーサネットは CSMA/CD 方式を採用しています コンテンション方式のことを CSMA 方式といいます 13
FDDI におけるネットワーク体系 FDDI では FDDI コンセントレータの中でリング形式になるように配線されています 14
ATM におけるネットワーク体系 ATM は B-ISDN( 広帯域サービス総合ディジタル網 ) の基盤技術です ATM の転送単位であるセルの長さは 5 3 バイトの固定です 15
ダイアルアップ接続に使われる PPP PPP は HDLC 手順を真似ている関係で HDLC のフレームと同じです 16
ルータによるルーティングの仕組み 通信する経路 ( ルート ) は 各々のルータに設定されるルーティングテーブルの内容に従って決定されます ルーティングは ホップバイホップ方式で実現されます 17
IP アドレスによる実際のルーティング ルータは IP アドレスのネットワーク部を使ってルーティングを行います 18
接続形態によって通信できるサイズは異なる ルータは TCP で分割されたパケットを 送出するルートに応じたサイズに再分割して転送しますが 一般的には ルータで再分割が起きないように TCP 層で最適分割が行われます ネットワークの形態に応じて 転送できるパケットのサイズが決まっています 19
プロトコル (TCP/UDP) の違いによる再送処理の違い TCP は 再送によりパケットを確実に相手に届けます UDP は エラーが発生しても再送は行いません 再送を行いたい場合は 上位 ( アプリケーション ) の層で行います 20
プロトコル (TCP/UDP) の違いによる再送処理の違い TCP の特徴 コネクション型 ( 伝送に先立って相手と論理的な転送路を確立する ) 順序制御 ( パケットに順序番号を付ける ) 応答制御 ( パケットの受信者は送信者に受信結果を応答する ) フロー制御 ( 中継器が混雑している場合に 送信パケット数を調整する ) ウインドウ制御 ( 相手の受信バッファの大きさに応じたパケットを送出する ) UDP の特徴 コネクションレス型 ( 相手の状態に関わらず伝送を行う ) 順序制御 応答制御 フロー制御 及びウインドウ制御は行わない 21
グローバル IP アドレスとローカル IP アドレスの変換 NAT 機能により 内部の PC は外部から隠蔽される 22
ネットワーク通信では MAC アドレスと IP アドレスが必要 相手が同じネットワーク上にある場合は その相手が自分の MAC アドレスを返却します 相手が異なるネットワーク上にある場合は ルータが自分の MAC アドレスを返却しますので クライアントは ルータを相手と思い通信を行います IP MAC アドレス変換は ARP, その逆は RARP を使用します ネットワークがルータを跨る場合は MAC アドレスだけでは通信が出来ません 23
ICMP はネットワーク異常を教えるプロトコル Tracert コマンドは この方式を使用します Ping コマンドはこの方式を使用します 24
DHCP サーバは IP アドレスを自動的に発番してくれる DHCP はブロードキャストで IP の要求を受け付けます クライアントは個別にIPアドレスを設定する必要はありませ25 ん
通信するお互いを識別するポート番号の仕組み (1) サーバ側は 規定のポート番号 (1023 以下のウエルノンポート番号 ) で定義されます クライアント側は OS が任意に確保する 1024 以上のポート番号が使われます 26
通信するお互いを識別するポート番号の仕組み (2) 27
TCP の基本的な伝送制御 28
TCP による伝送制御をもう少し詳しく見ると 29
TCP の基本的な通信方式 TCP は データをネットワークで通信できるサイズに分割して送信します 30
TCP 再送制御とフロー ( トラフィック量 ) 制御 高速再送制御は 重複応答時 ( 同じ番号で応答を受ける ) に再送を行います フロー制御は 受信できるバッファサイズ ( ウインド ) を通知 ( 応答 ) することで 相手からの通信を抑制します 31
TCP 輻輳 ( ふくそう ) 制御と効率化の仕組み ふくそう制御は 急激なトラフィック混雑発生を回避する為に 徐々に送信レートを上げていく方式です 遅延確認応答は 複数メッセージに 1 回の応答で高速化を計る方式です 確認と応答を一つのパケットで送受信する事により効率を上げるピギーバッグ方式もあります 32
メール送受信を行う SMTP POP3 IMAP プロトコル メールを読み出すポッパーは POP3 か IMAP プロトコルを使ってメールサーバからメールを読み込みます POP3 はメールをクライアントにダウンロードし クライアント側に管理を委ねます IMAP は メールサーバ上でメールを管理し 要求されたメールのみをクライアントに渡します Sendmail サーバは SMTP プロトコルで送信されてくるメールを読み込み 指定されたメールサーバに内容を書き込みます 33
MAC アドレスと IP アドレスを変換する APR,RAPR プロトコル IP アドレスから MAC アドレスへの変換は ARP プロトコルを使って行います IP アドレスから MAC アドレスへの変換は RARP プロトコルを使って行います 34
USP の適用や 2 重電源対策も重要 一時的な電源断から ネットワークサーバ等を守る目的で UPS が使用されるのが一般的です 35