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新人SEの学習記録

14年度入社SEの学習記録用に始めたブログです。気づけば社会人3年目に突入。

学習記録:イーサネット&TCP/IP

[学習記録] イーサネット&TCP/IP

第2章 ネットワーク

接続の形態
  • 2台の機器を接続するには、1本のケーブルで直結すれば良い
    • 3台以上の機器を接続し、相互通信を可能にするには?
  • 交換機を使ったスター型接続
    • 多数の通信ポート(接続用コネクタ)を持ち、それらの間を任意に接続できる機器を交換機(スイッチ)と呼ぶ
    • 交換機を中心としてすべての機器を接続する=各機器が放射状に接続される配線の形状からスター型接続と呼ばれる
    • 機器側からの要求に応じて、任意の2つを自動的に接続(回線交換
  • リング型接続
    • AのTxとBのRx、BのTxとCのRx、CのTxとDのRx、DのTxとAのRx、というように接続
    • 各機器は自身の隣の機器(AからはBのみ、BからはCのみ…)にデータを送信可能
    • AからCにデータを送るには、Bを中継すれば良い
    • このように、任意の数のコンピュータをリング上に接続することで任意の2台が通信可能=リング型接続
  • ケーブルを共有するバス型接続
    • 各機器の通信インタフェースの送信端子と受信端子を、すべてまとめて電気的に接続する
    • ある機器が送信したデータは、自身も含めてほかのすべての機器で受信される
    • 1本の共通母線(バス)となる長い通信ケーブルに、すべての機器の送受信端子を接続する=バス型接続
    • 複数のコンピュータが同時にデータを送信すると、信号が混じってしまう
    • データの衝突を防ぐためには、
    • 1)個々の機器に送信の許可を与える調停メカニズムを導入
    • 2)衝突を検知したら送信をやり直す
    • イーサネットは、もともとはバス型接続のネットワークとして開発された
  • 無線通信
    • ある機器が送信した電波は、その電波の届く範囲にある全機器で受信される
    • 複数の機器が同時に送信を行うと、混信してしまい上手く受信できない
    • この意味ではバス型接続に近い、バスの代わりに電波が伝搬する空間を共有
    • 不特定多数の人が受信できるため、1つの空間を共有するための仕組みや、暗号化処理が必要となる
ネットワーク通信の基礎知識
  • 機器の識別
    • 2台のコンピュータを接続しただけなら、通信の相手は常に一定
    • 3台以上の場合、データの送り先を指定し、データから送り元/送り先を識別する必要がある
    • たいていの場合、データを受け取ったらそれに対する何らかの応答を送信元に返す必要があるため
    • ネットワークに接続してデータの送受信を行う機器には、識別するための番号=アドレスを割り当てる
    • 当然アドレスは一意でなければいけない
    • 個々の機器にどのような形でアドレスを指定するかは、ネットワーク方式やデータ交換の仕組みに基づく
  • パケット交換ネットワーク
    • 回線交換ネットワーク=通信を行う2台の機器の間に、独占的かつ排他的な通信路を確保する
    • 情報機器のネットワークでは、回線交換型は不便(あるサイトの閲覧中は他のサイトを見られないなど)
    • 固定的な接続ではなく、個々のデータに宛先と送信元を指定し、ネットワークがこの宛先を見て伝送するようにする
    • こうすることで回線を独占することなく、随時多数の相手とデータ送受信が可能
    • 個々のデータブロックごとに宛先などの情報を付加し、情報をやりとりする方法をパケット交換と呼ぶ
    • 巨大なデータブロックを送ると通信路が独占されてしまうので、パケットサイズには上限が定められている
    • イーサネットでは最小46byte, 最大1500byte(最大データサイズをMaximum Transmission Unit, MTUと呼ぶ)
  • 通信速度と伝搬遅延
    • ネットワークの性能として真っ先に思い浮かぶのが通信速度
    • 100Mbpsのネットワーク=毎秒100Mbitのデータを送れるという意味
    • 現在広く使われる有線イーサネットは、現在は100Mbpsと1Gbpsが一般的(10Gbpsも存在)
    • 無線LANは初期のものが数Mbps、新しい規格ではGの帯域に
    • ネットワークの性能として次に重要なのがデータ伝送の遅延時間=送信したデータが受信されるまで時間
    • 伝送経路や中継の仕組みなどに大きく左右される