インターネットとは
ネットワーク構成運用論
2004/05/17
芸術情報設計学科
藤村 直美

「ネットワークのネットワーク」
ネットワークとは複数の機器が接続された一つの網 LANの集合がWAN「TCP/IPを利用したネットワーク」
全体の管理者はいないLAN (Local Area Network)

TCP/IPとはデータ伝送を行うためのプロトコル
個別のネットワークの管理者はいる
全体を調整する組織はある

ＬＡＮの概念図
イーサネット

構内通信網とも訳される
 網の全ての部分が一つの組織に属する
 独自に管理するプライベートネットワーク
 企業内LAN、学校内LAN、家庭内LANなど
 10Mbps、100Mbps、1Gbpsの伝送速度


Man (Metropolitan AreaNetwork)
都市規模
 適度な大きさの都市圏の組織で構成


ＰＣ

ＷＳ

Ｍａｃ

ホスト

WAN (Wide Area Network)
インターネット 複数のLANの集合 地域規模、全国規模、世界規模
 中継用の回線途中に通信事業者が入る
 数Mbps、数十Mbps、最近は10Gbpsの幹線も

LANとWANは相対的な概念

1

ＷＡＮの概念図

光の速度
地球１周は4万km
地球と月は36万km
 地球と火星は平均7800万km、最小5000万km）
ＬＡＮルータＬＡＮルータ




ルータ


ＬＡＮ

同じ側の時は4分19秒
反対側の時は12分38秒

隣のアルファケンタウリは4.35光年
1光年＝約9兆4600億km

ネットワークトポロジ
メッシュ状 （相互に接続）
ツリー状 （階層構造）
 ループ状、リング状
 バス状 （一本の線に接続） スター状 （一点に集中）


伝送媒体


LAN用
同軸ケーブル（10BASE5、10BASE2）
 よりつい線（ツイステッド・ペア・ケーブ）ル(10BASET、100BASET、1000BASET) 光ファイバ（シングル、マルチ） 無線


同軸ケーブル


WAN用


電話線
ADSL



同軸ケーブル



光ファイバ






CATV
高速デジタル専用線FTTHＡＴＭ−ＬＡＮ 衛星回線

円筒形の外部導体とその円筒中心の軸としての導体
 高周波で減衰がよりつい線より少ない
 低価格
 二種類


ベースバンド用 (LANのイーサネット)
 ブロードバンド用 （CATVなど）
2よりつい線

光ファイバ



一対の銅線ケーブルをよりあわせたもの
 電気的、構造的に平衡 安価で、入手が容易
 減衰が大きい（100m）
 自作も可能だが、規格が決まっていて、高速のものは難しい
 UTP３、UTP５、UTP5E



無線LAN

無線LAN(2)IEEE802.11b（11Mbps）
 802.11g（54Mbps）
 2.412〜2.484GHz （14チャンネル） 直接拡散型スペクトラム拡散(DS-SS) CSMA/CD
 屋内25m、屋外160m（見通し、最大、11Mbps）



電話線


回線交換（間歇接続）

アナログモデム
300bps〜56Kbps

専用線(常時接続）
かっては帯域品目（9.6Kbps〜19.2Kbps）
 今はADSL（1.5Mbps〜40Mbps）
FDDI（Fiber Distributed Data Interface)
 広帯域（100Mbps以上）
 電気でなく、光で信号を伝搬
電磁的な影響を受けない
 電気と光の変換部分が高価で困難
 ダークファイバ

アクセスポイント、無線LANカードESSID、WEP（Wired Equivalent Privacy）、MAC
アドレス登録 WECA
IEEEによって標準化された高速無線LANの規格であるIEEE 802.11規格群を推進し、相互運用性を保証するための業界団体
 WiFi
無線LANの標準規格である「IEEE 802.11a/IEEE802.11b」の消費者への認知を深めるため、業界団体のWECAが名づけたブランド名

高速デジタル専用線
2点間を専用線で接続
 常時接続
 他の影響を受けない(安定性）
 保守サービスが充実（高信頼性）
 交換機を通らない（災害に強い）
 料金が定額（今や割高）3ＡＴＭ−ＬＡＮ

芸工大の回線変化と回線料

Asynchronous Transfer Mode
ATM交換機を利用 セルという固定長の短いパケットで通信 高速、マルティメディア対応
 PVC (Permanent Virtual Connections )、SVC (Switched Virtual Connections ) 元々は電話回線の交換
 ＷＡＮ，ＬＡＮを構成

ベースバンド符号化

マンチェスタ符号

信号の０と１は電流又は電圧のパルスに対応
 マンチェスタ符号（イーサネット）








UUCP（電話代）
情報処理センターにUNIX
3.4KHz帯域品目（約15万円）
64Kbps（約45万円）
192Kbps（約200万円）
1.5Mbps（3931千円）
44Mbps(2873千円）
135Mbps（5176千円）
1Gbps（770千円）

HiからLoへ変化すると０ LoからHiへ変化すると１
 アイドル状態はHi

差分マンチェスタ符号（トークンリング）

差分マンチェスタ符号
ビットの前半と後半の関係で識別ビットの後半は前半の反転したもの
 前のビットの後半が０なら

1988年11月
1990年 ４月
 1991年 ４月
 1992年 ４月
 1994年 ４月
 1995年 ８月
 1999年 4月
 2000年１２月
 2003年 3月


０は次の前半が１、後半が０
１は次の前半が０、後半が１前のビットの後半が１なら
０は次の前半が０、後半が１
１は次の前半が１、後半が０

ＬＡＮのＣＳＭＡ／ＣＤ
Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection
 信号を確認して、どの機器でも送信（多重アクセス） 衝突の検出が大事 マンチェスタ符号で、何も信号がないとHi、
 HiとLoが衝突するとLoになる設計
4

衝突の検出データを送信しながら、同時に受信し、データ内容が違っていると衝突と判断
 衝突を検出するとジャム信号を送信 フレームが短いと衝突を検出できない
 最大往復伝搬遅延時間＋衝突検出時間が最小フレーム長イーサネットでの衝突ノードＡ衝突衝突
伝搬遅延

ノードＢ

MACアドレス

MACアドレス(2)

ノードを識別するための名前
 電話番号のようなもの
 世界中で唯一無二 IEEEが業者毎に指定して決定 放送アドレスでは全てのビットが１
 ６バイト

ユニキャスト／マルチキャストアドレス
ユニバーサル／とローカルアドレス
http://www.mm-labo.com/computer/tcpip/datalink/macaddress.html

イーサネットXeroxのパロアルト研究所で開発された（IEEE802.3）
 CSMA/CD（バス方式）
 同軸、細心同軸、よりつい線、光ファイバ
 ベースバンド伝送、マンチェスタ符号 フレーム形式
PA、SFD、DA、SA、長さ、データ、PAD、FCS

イーサネットのフレーム形式



http://www.atmarkit.co.jp/fpc/special/lan_selection/ethernet02.html

5トークンパッシング

トークンフレーム

トークンを順番に回して通信 リング構成のLAN用
 送信データがあるとトークンを確保
 SAやDAがトークンに含まれている 自分宛でないと次に転送
 管理ノードが存在 トークンフレーム

http://www.mos.ics.keio.ac.jp/lecture/cn/no7.pdf

フレーム転送方式


トークンリング方式
ＩＥＥＥ802.5（4Mbps又は16Mbps）
ＦＤＤＩ（100Mbps）
 開始デリミタ、アクセス制御、終了デリミタ

送信の種類



放送
複数ノード宛通信 個別ノード宛通信

LANは基本的に放送型
 自分宛でないと捨てる







開始はJK0JK000
終了はJK1JK1JKIE

フレームの状態部分
宛先が存在しないか、電源が入っていない
宛先は存在するが、受信されなかった
 宛先が存在し、受信された


トークンリング(2)

FDDI

応答確認
 優先順位の存在（２３種類）
 データ・フレーム長と一周する時間問題








最大データフレーム長は４５００バイト
１周１０ｍｓでは３．６％

アーリー・トークン方式とアペンド・トークン

Fiber Distributed Data Interface
 組織内の基幹LANなど
 光ファイバ、100Mbps、200Km、1000ノード
 回線が切れたときの折り返し運転 非制限トークン（通常のもの）と制限トークン（計算機間で回線を専有）

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