ネットワークきほんの「き」

完全初心者向けにのんびりゆっくりやるスタイル

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学生情報系の学生さん(notインフラ系のおじさん)

スライド

ネットワークってなに

コンピューター同士をつなげた網の目のようなもの

NWの規模による分類

LAN Local Area Network
- 部署、建物、敷地内などの狭い範囲をカバーするNW
MAN Metropolitan Area Network
- 都市や市街地の一部または全体をカバーするNW
WAN Wide Area Network
- 地理的に離れたLAN同士を結び、LANやMANより広い範囲をカバーしてる
- 基本はLANだけ覚えてればいいよ

インターネットってなに

NWのNW
LANが共通の決まり(プロトコル)に従って、緩やかにつながり合っている

プロトコルってなに

コンピューター同士が通信するための、共通のルール
HTTP/IP/FTP/DNSあたりはよく見るよね
通信手順、周波数、送信元や宛先の情報など、通信にはいろいろな決め事が必要
これらは階層構造で整理する

階層構造(レイヤ)で管理？？？

各層のプロトコルは独立してる
- →ある層で変更があっても、他の層に影響を与えない
同じ階層のもの同士を入れ替えても通信は成立する
- →拡張性、柔軟性が上がる
- →実装が簡単になる
- →修正しやすくなる

カップルがいたとして
→今度海行こうぜ！(日本語@電話)
海がレストランに代わっても通信は成立する
日本語が英語になっても通信は成立する
電話を直接会話にしても通信は整理する

プロトコルを階層化→体系化したものをNWアーキテクチャという

NWアーキテクチャ

プロトコルを階層構造で体系化したもの
プロトコルスイート、プロトコルスタックとも呼ばれる
OSI参照モデルもこのアーキテクチャのモデル

OSI参照モデル??

ISOがOSIプロトコルを作成したんだけど、仕様重視しすぎて実装が遅れた結果、普及に失敗した
だけどアーキテクチャの理解をするという意味では優秀だった
- →基本モデルとして、普及した

OSI参照モデルについて

(略称)名前	役割
(あ)アプリケーション層	アプリケーション同士の通信に必要な固有の部分
(ぷ)プレゼンテーション層	NW上で扱うデータの形式
(せ)セッション層	通信形式の規定や通信のタイミングの制御
(と)トランプポート層	アプリケーションの識別とデータの品質の保証
(ね)ネットワーク層	終端ノード間の通信、アドレス体系や経路制御
(で)データリンク層	隣接ノード間の通信、フレームとか
(ぶ)物理層	物理信号とビット列変換、ケーブルとかコネクタとかの規定

プロトコルとパケット

データに各層がヘッダを付加
それぞれのデータの塊のことををPDUと呼ぶ

アプリケーション層

例えばemailデータの固有の形式とかを定義してる順番、改行のいち、文字列フォーマットとか

プレゼンテーション層

データの表現形式を規定 NW全体で統一された形式とOS/App固有の形式を相互変換

セッション層

通信方式の規定とかタイミングの制御
通信のタイミングとかコネクションの確立・切断、通信順序をトランスポート層に指示する

minaさんは、example.comを習得した！

メールを送信するまでの一連の通信のやりとりがセッション

トランスポート層

セッション層からの指示を実際にやる層
アプリケーション間通信を実現する
- パケットを適切なアプリケーションに届ける(適切なアプリケーションに振り分ける)
セッションが終わるまでが遠足

アプリケーションに適したデータの品質を保証

1bitの誤りも許されないデータを扱う → コネクション型通信
連続して高速に通信し続けるデータを扱う → コネクションレス型通信

相手の存在を確認するかどうか

コネクション型通信
- コネクションを確立できるか確認する
- 品質は高いが速度は遅い
- メール等、情報に誤りが許されない場合に使う
コネクションレス型通信
- コネクションを確立せずに通信する
- 速度はやいが品質低い
- 動画配信のような即時性が求められるものに使う

ネットワーク層

終端ノード間の通信を実現する
経路制御したり、アドレス体系の規定したり
ルーティングはマジで大事だよ

データリンク層

有線／無線など、さまざまなデータリンクのリカバリを行っている
フレームを作成している
上位レイヤからのデータを受け取って、物理層で電気信号へ変換する前までの
パケットを作成する

パケット・フレームの違い

データに対して、上位レイヤ→下位レイヤに進むにつれて
ヘッダーが入れ子形式で付与される。
データリンク層まで行くと「フレーム」となる
データへ各レイヤのヘッダを付けたものを総じて「パケット」という。

物理層

実際にネットワークへつながる部分のとこ
Wi-Fiにつながるためのパーツとか、LANの差込口とか。

OSI参照モデルとTCP/IPについて

二つはそれぞれ違うもので、

OSI参照モデル → 概念が継承されている
TCP/IP　→　通信の実装そのもの

機器の紹介

リピータ（L1）
- フレーム読めないアニキ
- 受けたデータをバシバシ飛ばしちゃう
ブリッジ（L2）
- →フレーム読めるアニキ
- MACアドレスを識別してちゃんと送信先を指定してくれる
ルーター（L3）
- 経路制御してくれるやつ
- 複数のLANをまたがる通信ができるように「ルーティング」してくれるやつ
ゲートウェイ（L4）
- プロトコルを変換してくれる
- よそのネットーワークに出るときは、お行儀よくしなければならないので身なりを整えてくれる
- デフォルトゲートウェイ: そのネットワーク内に宛先がいないとき、とりあえず行き先を訊かれる役

##MACアドレスのIPアドレスが別々な理由　　- 　わたしがネットワークキライなことを知っていたか？追記おなしゃす

MACアドレス: 製造時に簡単に採番できるので、もれなく採番するのに便利
IPアドレス: ネットワーク的な近さを表現できるので経路制御に便利