ゼミ Kickoff: Computer Networks 5th edition
久野靖∗

2014.9.5□ Andrew S. Tanenbaum, David J. Wetherall, Computer

0Networks, 5th ed. ,Pearson, 2010.

Introduction□ 過去 3 世紀はそれぞれ単一の新技術が支配□ 多数のテキストを書いている Tanenbaum 先生のネット• 18C: 機械装置, 19C: 蒸気機関ワーク本• 我々が (IP で) よく知ってるネットワーク層より「下」がすごく詳しい• 20C: 情報の収集・伝達 --- 電話網、ラジオ・テレ
ビ、コンピュータの誕生、通信衛星、インターネット• 下から順なので順にやっていくと新しいことが学べ □ 21C: 情報の収集・処理・伝達の各領域が急速に統合るのでは□ コンピュータは短期間に急速に発達• 最後のセキュリティの章をどこかで先にやるのもい• 誕生から最初の 20 年は、集中型 (巨大で専用の部屋に鎮座) (しばしばその部屋の壁の一部はガラスいかも貼り)-1• 巨大組織でもコンピュータの台数はせいぜい 30 台くらいPreface□ 第 5 版だよ。どの版もそれぞれ「時代」に対応している• 第 1 版: 1980:
味の対象

ネットワークはアカデミックな興• 第 2 版:

1988:

ネットワークは大学や大企業が• 第 3 版:

1996:

インターネットが大衆のものに• 第 4 版:

2003:

ワイヤレス・モバイルの時代に• 第 5 版:

2010:

ネットワークはコンテンツ配布• 40 年後にはそれより強力な切手サイズのマシンが…
なんて SF□ コンピュータと通信の融合はコンピュータシステムの形態を変革

使用• 「コンピュータセンタ」「1 台を多人数で共用」は時代遅れに• 多数のネットでつながったコンピュータによるサービス→その「ネットワーク」が本書のテーマ(CDN、P2P) のために、スマホはインターネット端末□ def: 「コンピュータネットワーク」==「自律動作する□ 色々変更したが、最大ものは共著者 David の参加 (初期マシン群が単一の技術によって相互接続されているもの」

からのネットの専門家で今はワシントン大)• 相互接続とは、互いに情報をやりとりできること□ もちろん内容も細かく改良 --- ワイヤレス (802.12,802.16)、3G、RFID、CDN、P2P、リアルタイム、VoIP、星通信等

遅延耐性• サイズはさまざま。ネットどうしがさらに接続 → インターネット□ 各章の概観□ 略語集 (?)
□ 使い方:• 接続方法は銅線のほか光ファイバ、電波、赤外線、衛□ QUIZ: 「コンピュータネットワーク」と「分散システコアとオプション (*印) を区分ム」の違い?★

□ ネットサイト□ QUIZ: 身近な分散システムの例をあげると?★

□ 謝辞□ 分散システムでは多数の独立したマシンの集まりがユー
ザからは「1 つ」に見える• ユーザに提示するパラダイムは 1 つ∗ 筑波大学ビジネスサイエンス系

1• それはしばしば OS より上のミドルウェア層によって提供• これらの情報が利用できなかったら 3 分と業務できない• よく知られた分散システムの例:• 3 人でやってる旅行代理店でも多くの情報アクセス「WWW」

はコンピュータで□ コンピュータネットワークではそのような単一のモデルや見え方は無い□ 大企業では各地にある多数のオフィス→しかし情報は共有• ユーザは個々のマシンを意識• それぞれのマシンのハードや OS が違えばその違いはユーザに見える• VPN (Virtual Private Network) ← 各地の LAN• 「よそのマシンでプログラムを動かすにはリモートログインしてそこで起動」• この場合の目標は「地理的障壁の克服」

を 1 つのネットに□ 最も単純な場合、企業の情報は 1 つの DB に格納と考えられる□ 分散システムはネットワークの上に構築されるソフトウェアシステム• データはサーバに格納 ← 管理者が管理• そのソフトウェアが均質性・透明性を提供• 利用は社員の PC(クライアント) から。その利用者をクライアントと呼ぶこともある• ということは → ネットと分散システムの違いはソフト的な違い (ハードは同一)• クライアントとサーバはネットで接続 (図 1-1)。ネットは楕円で示す□ しかしながら→ネットと分散システムには多くの重なり□ これがクラアントサーバ (C/S) モデル→広く使われて• 分散システムでもネットワークでもファイルの移動いるは必要• ただ、動かすのがシステムなのかユーザなのかが違う• 最も普及してるのは Web アプリケーション• 本書はネットワークの本だが多くの部分は分散システムでも同じ• C/S はサーバが同建物内なら当然 OK だが、もっと離• 後者をもっと知りたければ「分散システム」を読んでね• Web ページを家から見るとかもこれに相当れていても OK• Web サーバは多数 (何百、何千) のユーザをサポート□ C/S モデルをより詳細に見ると…

1

Uses of Computer Networks• 2 つ (サーバに 1 つ、クライアントに 1 つ) のプロセ
ス (図 1-2)□ なぜコンピュータネットワークを使うのか、何に使える• クライアント→ (要求) →サーバ→ (応答) →クライ
アントのか、を見ておく価値あり• 古典的な用途からはじめて、家庭とか最近の発展と□ 通信手段←情報やコンピュータの問題というより人のかまで問題【2】1.1• 多くの企業内ではメールで相互に連絡

Business Applications• 雑談の愚痴: 多くのメールが来る、そして無意味なもの多数 (ボスは簡単に全員あてにメールできる□ 多くの企業は多数のコンピュータを使用から)• 最初は独立していたかも→やがてつなげて使うように□ 社内電話もネットワークかも:□ ここでの目的→資源共有【1】IP テレフォニないしVoIP (Voice over IP)• データやプログラムを誰もが活用できるように• VoIP 電話器やコンピュータで通話。電話代が節約さ• プリンタとか共有した方が安くて速くて快適れる□ しかし、ハード資源の共有より情報の共有がより大切□ より高度な通信:• 顧客情報とか在庫情報とか経理とかの情報は各部署が使う

音声+ビデオ• 遠隔会議 → 出張の削減
2• 寝てる間にあなた好みの記事が PC にダウンロード• デスクトップ共有 → 黒板の共有のようなことができる• 誰かが書き込むと直ちに全員がそれを見られる• 新聞少年が失業するかも、でも新聞社はこの弱いリンクを克服したい• 遠く離れた人どうしで協力して仕事• ただし新聞社はどう課金するか考える必要 (ネット• さらなる進歩:

ユーザは無料で当然という考えが強い)

遠隔患者モニタリングなど→今後重要になるかも□ 新聞・雑誌のつぎはディジタル図書館• 「通信と運送は争っている」□ 多くの企業の目標:• ACM や IEEE-CS は既にやっている

電子的ビジネス遂行 (e コマース)• 電子書籍リーダとディジタル図書館により紙の本は【3 】

遺物に?

• 航空会社、書店、その他の小売店は顧客がネットから注文• 紙に印刷がいいという懐疑派もあり□ 多くの情報は C/S でアクセスだが、P2P もある• 多くの企業はカタログも注文もネットで• 個人が緩いグループを構成して情報流通、決まったサーバは無し• 自動車や航空機の製造会社もサブシステムをネット購入することで在庫を削減し効率化□ BitTorrent など多くの P2P システムは中央データベー

1.2

スも無い

Home Applications• 代わりに各ユーザのマシンが隣人と持ちもの情報を交換□ 1977、Ken Olsen (DEC --- IBM に続く No.2 コンピ
ュータ製造会社--- 社長) 談• これを伝播していくことで大規模な DB が可能• 「なぜ DEC はパソコン市場に進出しないのか?」「い• 人間にはとてもやっていられないがコンピュータにかなる個人も自宅にコンピュータを置く理由などなは OKいから」(DEC 社はもはやない)• 今日では PC を買う最大の理由はネットアクセス (で □ P2P は多く音楽・ビデオに使用もスマホやタブレットでいいよね★)• 2000 年に Napstar が停止させられるという事件が• 多くのコンシュマー機器はコンピュータ入り+ネットあったつき• P2P の適法な利用ももちろんある• ホームネットワークは娯楽 (音楽再生やビデオ視聴)• パブリックドメインなコンテンツやフリーソフトのに活用
流通や取り寄せ□ インターネットアクセスがあれば遠隔接続可能• 実際のところ、メールだって P2P• これによりよその情報にアクセスしたりコミュニケー□ ここまでは遠隔 DB にアクセスのようなものだったが…

ションしたり e コマースを利用できる• Bob Metcalfe (イーサネット発明者) の仮説:

□ 次のカテゴリとして個人間のコミュニケーションがある

ネッ

【2 】

トの価値はそこにつながっている利用者数の 2 乗に比例 (Metcalfe’s Law)

• 19 世紀の電話にとって代わるもの• だからインターネットには価値がある• メール (文字)、ビデオ、音声によるやりとり。香り
はまだちょっと□ 遠隔情報のアクセスしかたはさまざま【1】• Web サーフィン:□ 多くのティーンはインスタントメッセージ中毒

アート、ビジネス、料理等多様な情報• Unix の talk が発祥 (そうなの?★)。実時間でメッセージ交換• 楽しみはあらゆる多様な形態で (言えないようなものまで) 来る• 複数人グループのサービスも。Twitter とか□ 多くの新聞はオンライン化/個人化□ インターネットは音声伝達にも。ネットラジオ、YouTube• 「汚職政治家、火事、スキャンダルは見たい、フットボール不要」• 友人とテレビ電話もできるが、遠隔教育にも使える3• 対人コミュニケーションの用途は今考えられている □ RFID(Radio Frequency IDentification): 受 動 的
タグで安価→多くのものに埋め込み (本、パスポート、より重要かもペット、カード…)• 地理的に不便な場所に場所にいる人も街中の人と同じアクセス• RFID リーダは数メートル内のタグを検知できる• もとはバーコードの代替だったが、前者は無料、RFIDは数セントという違いで普及せず□ SNS によるコミュニケーション。Facebook□ 集合知。Wiki、Wikipedia• しかしより多くのことができ、値段も下がっている□ そして広い意味での e コマース【3】のでこれから普及かも。IoT• ホームショッピング、対話的カタログ、ネットによるサポート

1.3□ 金融も重要。ネットバンキング、ネット取り引き□ 誰も予想しなかったもの:□ ノート PC、タブレット等は急速に発達中の領域 (デスクネットオークショントップを既に凌駕)• オンラインショップは C/S のよう、オークションは• なぜニーズが?

P2P?
□ 「2」のつく略語:

Mobile Users← 移動中でも、どこでも、情報をやりとりしたい

B2C, B2B, G2C, C2C, P2P□ さらに新しいカテゴリ:□ 移動中のインターネット接続は有線は無理→無線に関心

エンターティメント【4】• 1 つは携帯電話ネットワーク (cellular)、もう 1 つは無線 LAN(802.11)• 音楽、ラジオ番組、テレビ番組、映画の配布• 音楽や映画を購入可能。テレビも IPTV で多くの視聴者へ• これらはどこにでも (つぎはぎで) 存在し、多くの場• どの媒体も家庭内でどこからでも楽しめるように• 無線アダプタ+機器とかでいつでもこれらに接続□ 今後:所がカバーされる検索で世界中の過去の番組から欲しいものがす □ 無線はトラック、タクシー、配達、修理などの人に役立つぐ再生?

• 新作映画は対話的に? (ストーリが選べるみたいな)• 多くの都市でタクシーは個人事業、配車センターの情報に応答• 生放送も対話的に (それは既にあるような★)• 最初に応答したタクシーがその顧客を獲得□ エンターティメントといえばゲームも。多人数オンライ □ 軍にも無線は重要ンとか• どこかに行ってそこで戦うにはそこのネット設備に• 何千ものユーザがそれぞれ 3D で自分の視点で参加
頼れない□ 最後のカテゴリ:

ユビキタスコンピューティング【5】• 自前の無線設備を持って行く• コンピューティングが日常生活に埋め込まれている □ 無線とモバイルはしばしば関係しているが同じではない(図 1.5)← Mark Weiser(誰?★)• 多くの家庭はすでにホームセキュリティ導入。窓や• 固定無線と移動無線の違い/ノート PC でも有線接続は使う

戸にセンサ• 電気やガスなどもネット経由で報告:
要に検針人は不• 家庭 LAN は動かないものが多いが無線が便利。配線
は邪魔/ 無線の設定が多少手間でも、配線工事してもらうより安い• 煙感知器から直接消防署に→留守でも対応できる• 本当に歩きながら使うモバイルは当然あり (レンタ□ 消費者向け機器もネットワーク化

カーの受け取り人など→車の RFID やバーコードをス• カメラもネットで画像を送受し近くの画面で観賞可能

キャンしながら確認)• プロのカメラも直ちに編集者に写真送信□ モバイル・無線アプリの主流は携帯電話あたり (当然★)• TV などの機器は電灯線ネットで接続• テキストメーッセージ (texting、SMS) は広く普及• シャワーなどもお湯の消費を記録して節水に貢献?
4• 打ち込んだメッセージがすぐに他人の画面に表示される• ノードというのは携帯電話や自動車などでも専用機器でもよい• こんなに若者に普及するとは予測されていなかった• 多くの車から振動や速度などの情報収集→道路状況• キャリアにとっては通信の少ない SMS は稼ぎどころがわかる、自分の車がガスを無駄にしてないかなども(しかし LINE は…★)

□ センサーネットワークがすごいのは、これまで観測できなかったもののデータを大量に得られるところ□ 電話とインターネットの統合は待ち望まれて来たがついに実現• 例: シマウマの個体それぞれにセンサーをつけて位置収集• iPhone などのスマホは携帯電話とモバイルコンピ• 1 ミリ立方 (!) のモバイルコンピュータ→小鳥でもOK

ュータの融合• 3G/4G は電話に加えて高速なネット接続も提供• ホットスポットでは無線 LAN に自動切り替え□ パーキングメータのような平凡な用途でもデータが新たに得られる□ 3G/4G やホットスポットは電話以外の機器でも利用• 無線パーキングメータなら支払も無線で自動で• 電子書籍リーダや電子写真立てのコンテンツ取り寄• ふさがっている/あいているメータがどこかも分かる

せなど• 時間切れになっても駐車していたら直ちに (w□ スマホは (携帯電話も★)GPS 搭載などにより位置情報• 米国だけで 100 兆ドル行政がもうかるとの計算もを持つ→位置情報の活用• マップは現在位置を表示、近くの○○、近隣の天気。

□ ウェアラブルコンピュータも有望• ディック・トレーシーのスマート時計は 1946 年だがgeo-tagging

今は現実□ m コマース (mobile-) が広がりつつある• ペースメーカーやインスリンポンプのスマート版→
医師が容易に調整できる• ショートメッセージで自版機の支払、つけは電話代にのせられる• 一方、そういうものがハックされると問題• NFC(near filed communication) による支払 (日本だとおサイフケータイ★) →スーパーなどでも1.4

Social Issues• 関係者がなんとか e コマースの分け前に預ろうとし□ ネットワークは 500 年前の印刷技術と同様、普通の人がて色々やっている
それまでなかった方法でコンテンツを配布したり見たり• 店側もクレジットカード会社に数パーセント払うよできる手段を提供
りよい• 一方、客側も買う前に商品の RFID やバーコード読ん• しかし良い面も悪い面もある←新しい自由は未解決の社会的/政治的/倫理的問題を伴うで安い店探すかも• ここでは簡単にとりあげる (本格的には本 1 冊必要)

□ なぜ m コマースがいいかというと、携帯ユーザは支払に慣れている□ SNS や掲示板や投稿サイトでは写真などを同胞と共有←
内容が技術とか趣味とかのうちはあまり問題は起きな• (インターネットユーザはすべてタダで当然だと思っいが…ている)• Web サイトがクレジットカード支払を求めると大量 □ 個人にとって重要なことがら…政治、信仰、性など…では問題がの文句• 携帯サイトでアイテムに課金してもそれは受け入れられる• 一般向けに公開された画像が他人を傷つけることもあるし、公開すること自体が正しくないこともある• これらの「主張」はテキストだけでなく画像・動画でもよく、それが世界中に共有される□ コンピュータの小型化とともにモバイル/無線の利用も増大□ 例:

センサーネットワーク:• 人によっては生活してるそのままを公開

多数のセンサノードが• 人によってはある種の内容 (特定の国や宗教の批判やポルノ等) は規制すべきと考える

環境情報を取得してそれを中継して集めてくる5□ 過去においてはネットワーク管理者がネットの内容の責• Google は Gmail の内容を読んでその人むけの公告を表示

任があるといって非難されたこともあるが…(新聞や雑誌からの類推)□ モバイル機器による新たな問題:• ネットワークは電話や郵便のようなもので、内容は• 位置サービス提供→提供側は個人が毎日どこをどう規制しないというのが回答

移動するか把握→夜のお楽しみとか病院とかまで□ 一方でネットワーク企業が一部の内容を規制していると□ 匿名メッセージによるプライバシーの確保という面もいう事実も• 場合によっては望ましい…生徒や兵士や社員や市民による告発の手段として• P2P アプリの利用者はトラフィックが多いとされて規制されたりする• 一方で米国など多くの国では告発された対象者が反• 企業により扱いが違うとかも。大企業で払いがよけ論する機会を与えることとしているので、匿名のまればサービスがよく、弱小だと悪いとか• 平等に扱うべきだという主張:

位置プライバシまの告発はエビデンスにならない

通信はその内容や出発点や提供者によって差別されるべきでない→「ネッ □ ネットからは迅速に情報を見つけ出せるが、その情報が十分考えられたものでなかったり、誤解を招くようなもトワーク中立性」のだったり、全くの間違いだったりすることも多い• しばらくは議論が続くと思われる• 痛みがあるのでネットで調べた → アドバイスはノー□ コンテンツに関する争いも多い• 例:

ベル医学賞受賞者からのものであることも、落ちこ

著作権法違反なコンテンツが P2P を成長させぼれ高校生からのものであることもあり得る

た→著作権者は嬉しくない→法的対応• 現在では P2P ネットワークを探して侵害コンテンツ □ 望まない情報が来ることも。スパムとか (山のようにメールアドレスを収集して少しでも売れるかもということでを見つけるシステムも運用されている送られる)• 米 国 で は DCMA(Digital Millenium CopyrightAct) takedown notice (★侵害が疑われる場合はとりあえず削除・遮断してその旨通知すれば罪に問• 本当の人によるメッセージを覆い隠しかねないが、スパムフィルタによる対抗もできている

われない) → 誤検出は不可避という問題□ 犯罪行為に関わる情報も。アクティブコンテンツ (受信□ ネットワークではコミュニケーションが極めて容易な反者のマシンで動作するようなもの) はウィルスである場

面、管理者がのぞき見するのも容易

合も

• 例:

• ウィルスはあなたの銀行アカウントを盗んだりあなたのマシンをボットネットの手下にするかも雇用者の権利と被雇用者の権利の対立• 多くの社員は職場でメールを読み書きするが、企業側はそれを検閲する権利を主張 (さらに家庭で送受□ フィッシング:するものについてさえ)装って (銀行とか)、あなたを騙して重要な情報を得よ• 家庭で勤務時間外まではひどすぎと主張する人も多い□ 行政と市民の対立:

信頼できるところからの情報のようにうとする

FBI は多くのプロバイダに盗聴シ• ID 泥棒:

ステムを設置

対象に対する十分な情報を集めてなり代わりクレジットカードなどを使用• 初期のシステムは Carnivore と命名→印象が悪いと□ コンピュータが人間のふりをするのを防ぐのも難しい
今は「DCS1000」→ CAPTCHA (人間が得意とする簡単な認知タスクをや• その目的は多数の人の通信を盗聴して不法行為を発らせる)見すること• チューリングテストの一種ともいえる (completely• 憲法で無断盗聴は禁止しているが政府はしばしば無視
automated public tuling test to tell
□ 個人のプライバシを侵すのはもちろん政府に限らない
computer and human apart)• 私企業の場合 → プロファイリング

□ これらの問題はコンピュータ業界がセキュリティを真剣• クッキーによる追跡、ユーザの行動を監視することから得る情報に考慮すれば解決するはず6

• すべてのメッセージを暗号化し認証すればつけいられる機会は少ないし、そういう技術は十分に確立している• しかし、ハードベンダーもソフトベンダーもそれにはお金が掛かるとして躊躇し、顧客も求めていない• しかも多くの問題はソフトのバグから来ていたりす
る←ベンダーがソフトに次々に機能を追加した結果複雑化しバグが入る• 新しい機能を増やしたら課税? それだと売れないかも。ソフトウェアの不具合に対する返金? ソフト
ウェア業界が破産するかも□ 古くからの法律とネットワークの遭遇は新たな問題の源となるかも• 例:

電子的ギャンブル。コンピュータは何でもシミュレーションしてるので、スロットマシンとかでも?

しかし多くの地域ではこれは違法。

• 一方、英国のようにギャンブルが合法のところもある→そこで開催しネット経由で参加できるようにしたら?

参加者もカジノもサーバも別の場所にあって法律もバラバラだったらどうか?

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