ネットワークにつなごう！

nexあいねっくすあいねっくす

ネットワークにつなごう！ネットワークにつなごう！― ― 最低限最低限 Internet ―Internet ―

森川靖大 ( 北大・理・地球惑星科学専攻 )

情報実験第五回2005/11/04

http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~inex


/382本日のお話本日のお話

ネットワークの基礎 TCP/IP

( 予備知識 ) コンピュータの基本単位ネットワークにつなげるために必要な情報ホスト名・ドメイン名・ DNS サーバ

/38 3

nexあいねっくすあいねっくすネットワークの基礎ネットワークの基礎




/384ネットワークってなに？ネットワークってなに？

コンピュータ同士をつなげること– 物理的につながる

ケーブルがつながっている！– ソフトウェア的につながる

データを送受信する！

カチッ ! カチッ !



/385ネットワークの種類ネットワークの種類



/386ネットワークの種類・LAN

ネットワークの種類・LAN

LAN (Local Area Network)• 日本語では「構内情報通信網」 • オフィス、家庭、学校などの限ら

れたエリア内のネットワーク



/387ネットワークの種類・WAN

ネットワークの種類・WAN

WAN (Wide Area Network)• 日本語では「広域ネットワーク」• 公衆回線網を使って接続• LAN 同士を接続したネットワー

クを指す場合もある



/388ネットワークの種類・Internet

ネットワークの種類・Internet

Internet• LAN やＷＡＮ同士を専用線によって接続した世界規

模の巨大ネットワーク• 「ネットワークのネットワーク」と呼ばれることもあ

る

/38 9


TCP/IPTCP/IP




/3810通信を行うための約束事通信を行うための約束事

通信を行うための約束事 = プロトコル例えば電話を使うためのプロトコル　・受話器をとる　・電話番号を打ち込む　・相手が出る　・「もしもし、○○です・・・」　・受話器を置く

では、インターネットを用いて通信する時は？

インターネットの通信規約 = TCP/IP



/3811TCP/IP ってなに？TCP/IP ってなに？

通信の手順を４つ（４層）に分割– 各層にそれぞれ特定の役割をするプロトコ

ルが存在

TCP/IP の階層代表的なプロトコル

アプリケーション層SMTP ( メール送信 ),

HTTP (Web 閲覧 )

トランスポート層 TCP, UDP

インターネット層 IP, IPv6

ネットワークインターフェイス層

Ethernet, 電話線 , 光ファイバ

上位

下位

データ



/3812アプリケーション層アプリケーション層

ユーザが意識して使う道具（アプリケーション）とネットワークの橋渡し– 通信プロトコル（ SMTP, MIME など）が

TCP/IP のネットワークで利用できるデータ形式に変換

– データをパケットに分割して送信– 受信時に結合

TCP/IP の階層アプリケーション層トランスポート層インターネット層ネットワークインターフェイス層



/3813アプリケーション層 [ パケット ]

アプリケーション層 [ パケット ]

パケット (packet) = 小包： – ヘッダ＋分割されたデータ – 送り先で元に戻して復元





パケット = 小包： – ヘッダ＋分割されたデータ – 送り先で元に戻して復元





パケットに分割する利点– 例：データをパケットに分割しない場合

伝送路が占有され、複数のコンピュータが同時に通信できない





パケットに分割する利点– 複数のコンピュータで 1 つの伝送路

を共有可能



/3817トランスポート層トランスポート層

TCP （ Transmission Control Protocol ）のお仕事

正しいデータが届いているかチェック！– 送信に失敗したら送りなおし

プロセス（処理一つ一つ）管理– ポート番号で管理（処理）




/3818トランスポート層 [ ポート番号 ]

トランスポート層 [ ポート番号 ]

ポート番号 (port number)

– データがどのアプリケーションに宛てられたものか指定する番号

Web 閲覧 (HTTP) : 80 番メール送信 (SMTP) : 25 番ファイル転送 (FTP) : 21 番遠隔ログイン (telnet) : 23 番暗号化遠隔ログイン (ssh) : 22 番などなど… .







Web 閲覧 (HTTP) : 80 番メール送信 (SMTP) : 25 番ファイル転送 (FTP) : 21 番遠隔ログイン (telnet) : 23 番暗号化遠隔ログイン (ssh) : 22 番などなど… .







Web 閲覧 (HTTP) : 80 番メール送信 (SMTP) : 25 番などなど… .

・ポートを閉めるとそのポート番号のアプリケーション関連のパケットを受け取らない・使用しないアプリケーションのポートは閉める　　⇒ ネットワークセキュリティの基本



/3821インターネット層インターネット層

コンピュータ間の識別方法の規定– IP アドレス ( 後述 ) によってネットワーク上のコン

ピュータを識別ネットワーク間を流れるデータをコントロール

– 最短ルートでパケットを相手に送り届ける！TCP/IP の階層アプリケーション層トランスポート層インターネット層ネットワークインターフェイス層

http://yougo.ascii24.com/gh/76/007644.html



/3822ネットワークインターフェイス層


物理的接続と TCP/IP 上位プロトコルとの橋渡し– 物理的、電気的接続– データを TCP/IP 上位プロトコルへ受け渡す




/3823ネットワークインターフェイス層


Ethernet ( イーサネット ) を用いる場合– ケーブル

100 Base-TX, 1000 Base-T

– インターフェース Ethernet カード (= Network Interface Card [NIC])

– ケーブルの分岐、中継機器ハブ

/38 24

nexあいねっくすあいねっくすちょっとその前にちょっとその前にネットワークにつなげるために必要な情報

ネットワークにつなげるために必要な情報

( 予備知識 )コンピュータの基本単位

bit ・ byte とは ?

( 予備知識 )コンピュータの基本単位

bit ・ byte とは ?




/3825コンピュータの基本単位コンピュータの基本単位 bit ( ビット ) : 情報量の最小単位

– 例：「 Yes か No か」という情報– 0 (off) か 1 (on) しか理解できないコンピュータ

の最小単位 byte ( バイト ) : 情報量の基本単位

– 1 byte = 8 bit = 28 = 256 通りの情報英字小文字 26+ 大文字 26+ 数字 10+ 記号 32 を表現

– 多くの OS (Linux, Windows, Mac…) の基本単位例題 : 1 Mbyte ( メガバイト ) の情報量は ?

– 28 × 210 × 210 = 268,435,456 2.7 ≒ 億

1 kbyte ( キロバイト )

1 Mbyteコンピュータの世界では k ( キロ ) ≠ 1000 ＝ 210 ＝ 1024






/3827ネットワークパラメータネットワークパラメータ

TCP/IP ネットワークで通信する際に必要なパラメータ– IP アドレス– サブネットマスク– ゲートウェイアドレス– (MAC アドレス )



/3828IP アドレスIP アドレス

インターネットの世界の住所– 原則的にネットワーク上の 1 つのコンピュータに 1 つ

の IP アドレス 4 byte (32 bit) の識別子通常は 1 byte づつピリオドで区切って 10 進法表

示全世界で使えるアドレス数は約 43 億個

– 0.0.0.0 ～ 255.255.255.255 まで ( 既に枯渇気味… )

133. 87. 45. 15

1 byte = 8 bit

= 10000101. 01010111. 00101101. 00001111



/3829サブネットマスク [1]サブネットマスク [1]

所属するネットワークを指定するためのアドレス

表記法は IP アドレスと同様

133. 87. 45. 15= 10000101. 01010111. 00101101. 00001111

255. 255. 255. 192= 11111111. 11111111. 11111111. 11000000




ネットワークアドレス–個々のネットワークを識別するアドレス

ホストアドレス–個々のホスト ( コンピュータ ) を識別する

アドレス10000101. 01010111. 00101101. 0000111111111111. 11111111. 11111111. 11000000

ネットワークアドレス部ホストアドレス部

ネットワークアドレス 133.87.45.0/26所属ホストの IP アドレスは 133.87.45.0 ～ 133.87.45.63

26 ビット分が

ネットワーク部

IP アドレスとサブネットマスクの論理積




実際の通信の際には ?1. 通信相手の IP アドレスにも同様にサブネ

ットマスクと論理積をとる2. ネットワークアドレスが同じ場合

– 相手のコンピュータと直接通信3. ネットワークアドレスが異なる場合

– ゲートウェイを介して相手のコンピュータと通信



/3832ゲートウェイアドレスゲートウェイアドレス

ゲートウェイ：ネットワーク同士の仲介者ネットワークアド

レス133.87.45.0/25

ネットワークアドレス

133.50.134.0/25ゲートウェイアドレス133.87.45.1

ゲートウェイアドレス133.50.134.141



/3833MAC(マック ) アドレスMAC(マック ) アドレス

MAC (Media Access Control) アドレス– ハードウェア的識別番号 ex. 00 ： 33 ： AA ： CC ： 2D ： 11– ネットワークインターフェイス層で認識–一方の IP アドレスは ?

ソフトウェア的識別番号インターネット層で認識

–個々の Ethernet カード (NIC) に固有の番号– 世界中でただひとつ！

/38 34

nexあいねっくすあいねっくすホスト名・ドメイン名DNS サーバ

ホスト名・ドメイン名DNS サーバ




/3835ホスト名とドメイン名ホスト名とドメイン名

ホスト名– 計算機の名前– 管理者が自由に決定

ex. www, joho3

– ドメイン名を含める場合も

ex. www.ep.sci.hokudai.ac.jp

ドメイン名– ホストが所属している組織のネットワークの名称

– 階層構造を持つ .– ホスト名を含める場合

もep.sci.hokudai.ac.jp　　　　　　　　　　　 jp: 日本 ac: 学術関係 hokudai: 北大 sci: 理学研究科ep: 地球惑星科学専攻



/3836Domain Name SystemDomain Name System

1 つの計算機に対して– 1 つの IP アドレス (ex. 133.87.45.15)

コンピュータ同士が認識するため– 1 ～複数のドメイン名 (ex. www, orange.ep.sci…)

人間が認識するため

IP アドレス ⇔ ドメイン名を照会するシステム

DNS (Domain Name System)



/3837DNS サーバDNS サーバ

DNS サービスを提供するコンピュータ– ドメイン名から IP アドレスを問い合わせ

( 逆も可 ) 送信 : mail.ep.sci.hokudai.ac.jp 返信 : 133.50.160.50

DNS サーバの IP アドレスも事実上必須のパラメータ !!

DNS サーバIP: 133.87.45.70

返答 : 133.50.160.50 !!

問い合わせ : mail.ep.sci.hokudai.ac.jp



/3838まとめまとめネットワーク

– コンピュータ同士をつないだもの TCP/IP

– コンピュータ同士が会話をするためのお約束– 階層構造になっていてそれぞれに役割を持つ

ネットワークにつなげるためには ?– IP アドレス , サブネットマスク , ゲートウェイアドレス

が必要ホスト名・ドメイン名・ DNS サーバ

– ドメイン名から IP アドレスを知るには DNSサーバが必要

実習編ではコンピュータ同士を「つなげる」ことを体験してみましょう !!!

Documents

ネットワークにつなごう！