第1章

インターネット

第1節
歴史

インターネットの発展の（１）インターネットの基礎研究
１９６１年・ＵＳＡはユタ州で三つの電話中継基地が爆破され、同時にアメリカの国防回線も一時的に完全停止した。この事件でアメリカ国防総省は従来の電話網ではいざという時にはまったく役に立たない事を危惧し、アメリカ空軍創設のＲＡＮＤ戦略研究所が核戦争にも耐えうる通信システムの研究を開始した。
１９６４年、ポール・バラン氏は電信システムからヒントを得、さらに情報をパケット（小包）化する事で、いくつかの中継所が遮断されても情報を迂回させ目的地まで伝達されるシステムの研究報告書「分散型通信について」を提出。

（２）インターネットの始まりと確立
１９６９年９月、ＵＣＬＡ（カリフォルニア大学ロスアンゼルス校）にルーターの元祖であるＩＭＰ（Interface Message Processor）の一号機を設置。そしてスタンフォード大学、カリフォルニア大学サンタバーバラ校にＩＭＰをそれぞれ設置し同年１２月にはユタ大学が回線に接続された。
ここに２４時間回線を繋げっぱなしのｃｏｍｐｕｔｅｒ・Ｎｅｔｗｏｒｋが誕生。ＡＲＰ
Ａ（国防総省高等研究計画局）のラリー・ロバーツが指揮するこのプロジェクトはＡＲＰＡＮＥＴと名づけられインターネットの元となった。
続いて、以下のようにインターネットが急速に確立されていった。
1983 年ARPANET がプロトコルを TCP/IP にすることに決定した。

1984 年ARPANET はどんどん広がり、通信手段もメールやニュースなどと増えたので、情報の漏れを防ぐため軍関係のネットワークを MILNET として分離させた
1986

アメリカ NSF（全米科学財団）

NSFNET を構築

高速な回線を使用していたが、学術系の機関しか利用できなかったので１９８０年代後半から、民間のプロバイダが出来始めた。
１９７０〜１９８０、ＡＲＰＡＮＥＴに参加できない大学や研究所を結ぶＵＳＥＮＥＴ・ＣＳＮＥＴ・ ＢＩＴＮＥＴなど、ＡＲＰＡＮＥＴに類似するさまざまなＮｅｔｗｏｒｋが誕生し、１９８４年にはＮＳＦＮＥＴ（アメリカ科学財団のＮｅｔｗｏｒｋ）がＡＲＰＡ
ＮＥＴとも相互に接続され、１９９０年頃までにはアメリカ中のＮｅｔｗｏｒｋが相互接続されてインターネットの通信網が形成された。

（３）WorldWideWeb の提案と普及
１９９２年、スイスでティム・バーナーズ・リー氏はインターネットに繋がるすべてのサーバーのディスクにある文書が簡単に相互に閲覧、転送のリンクが可能になる様にＵＲＬ（共通の文書名の表記）とＨＴＭＬ（共通の書式）とＨＴＴＰ（転送する為のプロトコル）を考案、自作プログラム「ＷＷＷ」を開発、そしてこの構想（仕組み）自体をＷＷＷ（WorldWide Web）と名づける。
また、自分のコンピューターに作り上げる文書をホームページと呼び。これらを異なるプ
ラットホームのコンピューターに普及させる為に、その仕様書とメッセージをインターネットへ流し全世界へその情報を公開した。
１９９３年

ＷＷＷに共感したアメリカ・イリノイ大学に在籍するＮＣＳＡ（国立スーパーコンピューター応用センター）の学生たちが、ＷＷＷ閲覧プログラム「モザイク」を開発し画像も表示出来る様にした。
Windows・Macintosh・ＵＮＩＸワークステーションなどで動く各 Version のモザイクとサーバー用のソフトウェアをＮＣＳＡは無料で公開、インターネット人口が爆発的に増加。
マスコミにも「インターネット」という言葉が登場し始め、その存在が一般にも知られるようになる。
１９９４年、ジム・クラークはモザイクを開発したイリノイ大学の学生を勧誘しモザイク・コミュニケーションズ社を設立。ＷＷＷブラウザー「モジラ」を開発しインターネットで無料配布した（ただし個人のみ）。イリノイ大学のクレームでネットスケープ・コミュニケーションズ社に変更、ＷＷＷブラウザーも Netscape Navigator へ変更し年間で２０００万人のユーザーを獲得。
1994

NSFNET は民間のプロバイダの吸収されてアメリカのインターネットのほとんどが民間の運営になった
１９９５年 Microsoft 社もモザイクのライセンスを受け「インターネット・エクスプロー
ラー」を開発しＷｉｎｄｏｗｓ９５と共に無料配布。いよいよ増してインターネットの人口は増え、日本でもブームとなる。
参考 HP
http://hp.vector.co.jp/authors/VA008237/f9.htm
http://www.ebisu.ad.jp/KYO/rekisi.html

第2節

コンピュータネットワークの基礎知識

２‐１

ネットワーク技術と接続（１）LAN とデータ通信
LAN(Local Area Network)：

ネットワークにより結合された小規模なコンピュータネ

ットワーク
ケーブル上をデータが通信されるしくみ
パケット通信
データを少量のデータの集合に分け、それぞれに送信先と送信元の情報を付けて送る。
イーサネット（インターネット対応規格）のパケットは次の形式

宛先アドレス

送 信 元 ア ド レ パケット長

データ

ス
可変長
図１512 バイトー１５１８バイト

パケットの形式

衝突判定
２つのマシンが同時にケーブルにデータを送ろうとしたときこれを検出する。ケーブルの電圧を測定して判定

もし衝突がある場合は乱数を使って決めた時間の後、再度送信する。
―――――

CSMA／CD 規格

コンピュータ B

コンピュー
タA

コンピュー

コンピュー

タC

タD

データが衝突図２

衝突判定（２）接続ケーブルの種類
LAN ケーブルの標準：
規格

太い LAN

Ethernet‐１０M ビット／秒の通信速度

１０BASE5

太い同軸ケーブル

１０BASE2

細い同軸ケーブル

１０BASET

より対線基幹ケーブル（バックボーン）として利用
規格

FDDI

Fiber Distributed Data Interface

光ファイバーケーブルの方式

１００M ビット／秒の通信速度

光ファイバによる信号伝送
遠隔地まで信号が届く
電磁波障害から保護される
高速伝送が可能（３）コンピュータのケーブルへの接続
トランシーバイーサーネットケーブルへの接続装置
シングルポートトランシーバマルチポートトランシーバ

またはハブがある

コンピュー
タ
トランシー
バ

イーサーネットケーブ

ル
図３

トランシーバ（４）ケーブルの接続
リピータ
信号はある長さ以上のケーブルだと減衰してうまく伝わらない
イーサネットは最大５００ｍ伝わるケーブルを接続して再生、中継を行う装置
リピータ

図４

リピータ

ブリッジ
ケーブルを接続する装置であるが、送られてきたパケットのアドレスｗｐ見て隣のケーブルに流すかどうかを判断する機能を持つ。

（５）ネットワーク同士の接続
ルータ
ネットワークパケットの中継器
パケットのプロトコルを解析して転送を行う接続された別のネットワークにパケットを送るときどのルートに送るかを選択して転送する機能を持つ。
ルーティングプロトコルと呼ぶ

ル ータ

ネットワーク
図５

ネットワークルータ

ゲートウエイ
異なったプロトコルの LAN をプロトコル変換して接続
例えば、インターネットのプロトコルのネットとAppleTalk のネットを接続して、パケットをプロトコル変換して流す。

ゲ ート ウエイ

図６２‐２

ゲートウエイ

インターネットの通信規則

TCP/IP プロトコル
インターネット
LAN を TCP/IP プロトコルに従って接続TCP/IP：

Transmission Control Protocol/Internet Protocol（１） コンピュータのアドレスづけ（IP プロトコル）
ネットワークで通信を行う場合、ネットワークに接続されているあるネットワーク（LAN）を指定でき、またその LAN に接続されているコンピュータを指定できる必要がある。
IP アドレス
全世界の各 LAN にはすべて異なったアドレスが割り当てられている。
IP アドレスの形
8 ビット

8 ビット

8 ビット

8 ビット

上位 16 ビットは LAN のアドレス
下位 16 ビットは LAN 内の各コンピュータのアドレス：
IP アドレスの割当機関：
日本ではJPNIC(JapanIP ホストアドレス

NIC(Network Information Center)
Network

InformationCenter)

ある LAN をインターネットに接続して IP アドレスを取得したい場合

上記機関に申請してアドレスの割当をもらう
ある LAN の内部で、部分的なネットワークを構成したいサブネットマスクを用いる
IP ホストアドレスの上位何ビットかをサブネットのアドレスとして用いる
各サブネットは同じ IP ネットワークアドレスのルータから分かれていなくてはならない
物理アドレス
実際のネットワークは、通信機器ごとにつけられた番号（物理アドレス）が用いられる。
コンピュータは、ケーブル上を流れるパケットを物理アドレスで識別して入出力している。
機器に固有の物理アドレスと割り当てられる IP アドレスの対応関係を求めることが必要となる。この方法を ARP(Address Resolution Protocol)-アドレス解決法と呼ぶ。

（２）

パケットの確実な転送（TCP プロトコル）

（１）

送信

（２）

応答確認

（３）

送信

（４）

応答確認

コンピュータコンピュータ

A

B
①
②
③④

図７

パケットの確実な転送

応答確認
基本的に応答確認をしながらパケットを送る
ある一定時間たっても応答確認が来ない場合、もう一度おなじパケットを送る
ウインドウコントロール
１個 1 個のパケットの応答確認をしていると時間がかかる複数個のパケットを最初に送信
最初のパケットの応答確認が戻ってきたら次のパケットを送る
パケットの転送時間が速くなる
タイムアウトパケットはネットワークを流れているときに相手先を見つけられなくて動き回る

ある時間がたつと新しいパケットが送られる

うまく届かないパケットがネットワーク中に充満する可能性があるパケットの生存時間を決めておいて、ある時間たっても届かないとき、自動的に消去する（３） パケットの経路付け（ルーティング）（IP プロトコル）
LAN を結ぶルータは送られてきたパケットの IP アドレスをどのルータに送るか記入したルーティングテーブルをもつ。この記録は制限がある。記入していない IP アドレスのパケットはそのまわりのルータのうち多くのネットワークをもつルータに送るー相手に必ずとどく保証はない。

（４） インターネットによるアプリケーション（A） TELNET
遠隔からコンピュータを利用する機能
利用する側

クライアント

使われる側

サーバ

クライエントのキーボードから入力されたデータがパケットとして、サーバに伝送される。
サーバで入力に応じて計算,処理し、画面に表示するデータをパケットとしてクライアントに送るクライアントは、処理結果が自分の画面にでるのでサーバの端末を操作している感覚で使える。
サーバはクライアントからの接続要求にいつでも対応できるように TELNET デーモンを常時起動させておく。
ET
データ
クライアント（仮想端末）（IP

TCP

TELNETTELNET

データ

TCP

ET

IP

サーバ

図８

TELNET（B） FTP(File Transfer Protocol)
ファイル転送を行う機能

別のコンピュータのファイルを自分のところにもってきたり（GET）、自分のファイルを別のコンピュータのファイルとして転送する（PUT）
サーバ側は FTP デーモンを常時起動させておき、クライアントからの接続要求に答える接続が確立すると、ファイルをブロックデータに分けて転送する。
（C） DNS(DomainName System)

IP アドレスは、数字で表現されているので人間にわかりにくい。英語でわかりやすく表現
したもの
ｊｐ

ドメイン名
日本

uk

イギリス

au

オーストラリアなど、アメリカはなし

組織種類指定ac：

学校、go：

or：

各種団体、個人

政府機関

co：
ad：

一般企業

ネットワーク管理組織

ドメインネームシステム
自分がひんぱんに使うドメイン名は IP アドレスとの対応表を HOST ファイルへ記憶
使用頻度の小さドメイン名はネットワークの上のサーバ（ドメインネームサーバ）に記憶して共有して使う（D）SMTP(Simple Mail Transfer Protocoｌ)
電子メールのプロトコル（E）SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)

ネットワーク管理のためのプロトコル（F）NFS(Network File System)
ネットワークに接続された複数のコンピュータのはーどディスクの中のファイルを、コンピュータを区別せずに他のコンピュータから自分のコンピュータ内のファイルと同じようにアクセスできるようにするシステム（５） TCP／IP プロトコルのしくみ
OSI７層参照モデルとの対応

OSI（Opensystems

Inteconnection）

通信における機能を層にわけて定義したもの
OSI 参照モデルは各層が何をするかという役割を定義したもの
OSI プロトコルは各層の機能と層の間のインターフェースの仕様を定めたもの
実際に通信を行うのは、この仕様に基づいて通信を実行するハードウエア、ソフ
トウエア
表１

OSI7 層参照モデル
層

アプリケーション層

機能

TCP/IP 対応

ユーザのサービスの提供

TELNETプ レ ゼ ン テ ー シ ョ ン データの通信に適した表現に変換する

FTP,DNS,NFS

層

SMTP，SNMP

セッション層データの経路の確立、解放

トランスポート層

データを確実に送り届けるしくみ

TCP、UDP

ネットワーク層

アドレス管理と経路の選択

IP

データリンク層

通信路の確立

物理層

ビット列を電気信号で表現する方法、Ethernet、FDDI

ピンやケーブルの特性

ISDN など

送信側
メッセージパケット化
TCP ヘッダを付加

受信側

上位層

メッセージ
トランスポート層

TCP ヘッダを解析
IP ヘッダを解析

ネットワーク層

IP ヘッダを付加
イーサーネットヘッダを付

データリンク層

加ッダを解析

物理層

データ

図９
UDP プロトコル（UserDatagramProtocol）

イーサネットヘ

TCP-H

IP-H

ET-H

電子メールにおける各層の機能

TCP プロトコルと対応するプロトコル
TCP プロトコルは届いたか確認したり、転送順序を調べたりデータの流れる量をコントロール（フローコントロール）したりして信頼性のあるデータ通信を行うためのものであるが、そのかわり転送に時間がかかる。
UDP プロトコルはデータをただ宛先に送る。データの確認などは上位層で行う。
機能が簡単な分、データ転送は高速化できる。
―――
ICMP プロトコル（Internet

とじた環境で高速に転送を行うのに適する。

Control

MessageProtocol）

ネットワーク上のルータやホストなどで異常が発生して、パケットがうまく届かなかった場合に状況を通知するためのプロトコル