令和4年度

高等学校「情報Ⅰ」 オンライン学習会

情報通信ネットワークの仕組みと運用
竹中章勝
令和5年1月20日

情報通信ネットワーク
学びの柱やゴールをどこに設定するか• ネットワークがどのように動いているのか• ネットワークを活用することで良いこと• ネットワークがうまく動かない時の原因は？
• うまく動かない時の対策は• ネットワークを活用する時の留意点（セキュリティ）文部科学省

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情報通信ネットワーク
問題解決へ

情報デザイン

プログラミング的思考

データ活用

情報通信ネットワーク

文部科学省

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想定する情報通信ネットワークの範囲• インターネット全体の仕組み
家庭や小規模オフィスのネットワークの仕組みと運用
Internet

Router
192.168.1

文部科学省

構内

高等学校「情報I」オンライン学習会
2023192.168.1.
Akimasa Takenaka
192.168.1.

ネットワークはどう動いているの？
ア）ネットワークの仕組み・構成要素・プロトコルの役割
情報セキュリティを確保するための方法や技術

ネットワークはどうやって動いているの？

どんな機器があるのだろう？
どんな役割をしているのだろう？

文部科学省

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https://www.youtube.com/watch?v=CGoz5ZdF9gU
文部科学省

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身近な機器を見つけ 自分ごとにhttps://www.youtube.com/watch?v=CGoz5ZdF9gU

活動：
・学校や自宅でネットワーク機器を探しどんな役割か調べてみよう
・配線図（接続図）を作成してみよう
文部科学省

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https://www.youtube.com/watch?v=se27Kr3txG4
文部科学省

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文部科学省高等学校「情報I」オンライン学習会 2023 Akimasa Takenaka

トポロジー
ネットワーク構成Internetxxx.xxx.xxx.xxx

グローバルIPアドレス

Router構内LAN

文部科学省

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文部科学省高等学校「情報I」オンライン学習会 2023 Akimasa Takenaka

トポロジーInternet

ネットワーク構成

xxx.xxx.xxx.xxx

Router
192.168.1.1

構内LAN

プライベートアドレス

192.168.1.10

192.168.1.11

活動：・自分のコンピュータに割り振られているIPアドレス、サブネットマスクを調べてみよう
・サブネットマスクが便利なところを考えてみよう

文部科学省

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Internet

トポロジー

xxx.xxx.xxx.xxx

ネットワーク構成

Router
192.168.1.1

構内LAN

プライベートアドレス

192.168.1.10

文部科学省

192.168.1.11

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サブネットマスク
ネットワークアドレスとホストアドレスを識別する

192.168.1.1

8ビット単位で４つに区切り10進法で記述

11000000 10101000 00000001 00000001 2進法

192.168.1.1/24↑24ビット分の数字をネットワークアドレスとする

11111111 11111111 11111111
255

255

0255

ネットワークアドレス
文部科学省

000000000
ホストアドレス高等学校「情報I」オンライン学習会 2023 Akimasa Takenaka

サブネットマスク
ネットワークアドレスとホストアドレスを識別する

192.168.1.1

8ビット単位で４つに区切り10進法で記述

11000000 10101000 00000001 00000001 2進法

192.168.1.1/24↑24ビット分の数字をネットワークアドレスとする

11111111 11111111 11111111
255

255

00000000
0255

ネットワークアドレス
活動：

ホストアドレス・ネットマスクやIPアドレスを表計算ソフトで変換してみよう
文部科学省

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Internet

DNS

219.99.173.152

ネットワーク構成

Router
192.168.1.1

DNS

構内LAN

DNSサーバー設定
・IPアドレスとホスト名の解決
・MXレコード情報（メールサーバー情報）

文部科学省

192.168.1.10

192.168.1.11

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DNS活動（発展）：・DNSサーバーを調べてみよう

文部科学省

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インターネット🟰
NetworkとNetworkの相互接続

文部科学省

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運用：トラブルシュート
うまく繋がらない時は？
• 家庭内LAN規模のネットワークトラブル• 自分の環境でうまく動かない時の対処ができるようにしよう• 物理層から順番に 辿っていく• 最初に学んだトポロジーとプロトコル
7層（L7)

アプリケーション層

6層（L6)

プレゼンテーション層

5層（L5)

セッション層

4層（L4)

トランスポート層

3層（L3)

ネットワーク層

2層（L2)

データリンク層

１層（L1)

物理層
文部科学省

ソフトウェア
ゲートウェイ

ネットワークルーター（L3スイッチイングHUB）

L2スイッチングHUB

ハードウェアLANケーブル高等学校「情報I」オンライン学習会 2023 Akimasa Takenaka

ネットワーク不調 主な原因
• LANケーブルコネクタ外れ• LANケーブル切断• LANケーブル ループ• 無線LAN 電波• 無線LAN パスワード• IPアドレス割り当て（DHCP等）設定• ルーターの設定• サーバーアドレスの設定間違い
文部科学省

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pingWeb server

ネットワークの疎通確認

www.mext.go.jp

Internet
219.99.173.152

Router
192.168.1.1

192.168.1.10
文部科学省

DNS

構内LAN

192.168.1.11

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ネットワークは学習指導要領イ）データを蓄積、管理、提供する方法、サービスを提供する仕組み

ネットワークでデータをどう扱っているの？
どんな良いことがあるの？

文部科学省

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サーバーとクラウド
１）サーバー＆クライアント
Server(奉仕する人）

Client（顧客）サービスを提供するコンピュータ
サービスを受けるコンピュータ

サーバー

クライアントPC文部科学省クライアントPC

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サーバー
オンプレミスサーバーの例• ローカルサーバー• 電源管理• 空調管理• ハードウェア管理

文部科学省

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サーバーとクラウド
１）サーバー＆クライアント

ホスティング サーバー

ローカル（Local）・・ 構内設置サーバー
ホスティング・・ホスティング業社の施設内で運用するサーバー
ローカルサーバー・ハードウェア（機器）管理から電源管理など全て自分で管理が必要◯ブートしなくなった時などに自分で対処可能◯機器の更新（ハードディスク増量など）を自分で対処可能

ローカル サーバー
オンプレミス サーバー

✖ バックアップ、電源管理（UPS）など全て自分で管理が必要

クライアントPC
文部科学省

クライアントPC

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Webサーバー
webを表示する（提供する）サーバー• webを表示するためにwebサーバー

コンテンツを保存しリクエストがあればファイルを提供するサーバー• htmlファイル
cssファイル
jsファイルjpgファイルなどを保存

クライアントPC文部科学省クライアントPC

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情報通信ネットワークとサービス

活動：・コロナ禍で音楽ライブに集まれない時にどんなサービスが提供できるだろう？
・その時はどんな技術が使われているだろう？
文部科学省

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オープンデータ
https://www.data.go.jp/

活動：・どんなデータがあるか見てみよう
・人間が読む時に読みやすいデータ、プログラムで自動処理しやすいデータ どちらだろう？
文部科学省

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情報セキュリティ
技術を知ることでわかるセキュリティとモラル• 情報セキュリティ• 情報技術と情報モラル• どうやって情報システムやデータを守るのか• 人の行動と機器設定とルールで守る• 情報モラル、技術者倫理

文部科学省

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情報セキュリティ
活動：
・危険な箇所はどこだろう？
・そこは何から何を守ればいいだろう？
・自分が使うときには何に気をつけるべきだろう？

文部科学省

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まとめ

文部科学省

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授業デザイン
単元連携・社会とのつながり・自分の活動• 授業時間数の制限があるなかで、複合的に学ぶ授業デザイン→単元連携• 実際の情報通信ネットワークやデータを扱っている「体験」を呼び起こす→社会とのつながり• 実際の活用やセキュリティ、そして自分ならどんなサービスを創ってみたいか→自分の活動

知識・技能

思考・判断・表現
文部科学省

主体的に学習に取り組む態度

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評価
知識・技能

思考・判断・表現

主体的に学習に取り組む態度• 活動の中から 自分でまとめた（表現）ノートやポートフォリオ取り組む姿勢などを定性的・定量的に評価• ワクワクしながら学ぶ 「あーそうだったのか！」• こんなサービスがあったらいいな！

自己評価と教員による「みとり」

文部科学省

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予測不可能な未来を生き抜く力
知識習得から 価値づくりへ• 学びへの意欲• 思考、判断、表現の連続

主体的・対話的で深い学び

知識及び技能

学びに向かう力
人間性等

言語能力
情報活用能力（情報モラルを含む）
問題発見・解決能力等

思考力、判断力、表現力等

学習の基盤となる
資質・能力

Akimasa Takenaka

今後に向けて• 専門教科情報科 ネットワークシステム• みんなで実践を共有• いろんな教育リソースを活用• 共通テストサンプル問題の活用

力を合わせて情報科の学びをつくりあげていきましょう！

文部科学省

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