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インターネットと プロトコル( TCP/IP ). H21 情報機器工学. インターネット. インターネット( Internet )とは 地球規模のネットワーク で、 インターネットプロトコル(IP) と呼ばれる通信規約を用いて接続されたネットワーク プロトコル( protocol )とは 通信を行う際に必要となる伝送路や伝送方式に関する規約( http, ftp, smtp など) プロトコルの異なるネットワークは基本的に通信できない. インターネットの特徴. 基本的に世界中の どんなコンピュータネットワークとも接続できる仕組み を持たせている - PowerPoint PPT Presentation
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インターネットとプロトコル( TCP/IP )H21 情報機器工学
インターネット インターネット( Internet )とは
地球規模のネットワークで、インターネットプロトコル(IP)と呼ばれる通信規約を用いて接続されたネットワーク
プロトコル( protocol )とは通信を行う際に必要となる伝送路や伝送方式
に関する規約( http, ftp, smtp など)プロトコルの異なるネットワークは基本的に
通信できない
インターネットの特徴 基本的に世界中のどんなコンピュータネット
ワークとも接続できる仕組みを持たせている物理的な通信媒体(光、電波、電気信号など)や、
ネットワークの規模( LAN 、 MAN 、 WAN など)が異なるネットワーク同士を接続できる →通信媒体や規模に独立
Inter + network → つなげる + ネットワーク = ネットワークのネットワーク
インターネットの仕組み どんなネットワークとも接続できる仕組
みとは?→ Internet protocol ( IP ) “ ネットワークにつながる、すべてのコ
ンピュータにIPアドレスと呼ばれる番号を付けて、情報の送受信先を決定する”、という規約
IPアドレスとは ネットワークに接続されているそれぞれのコンピュー
タに割り振られている数字 世界中のネットワークで通用する住所または電話番号
のようなもの(例外もある) 0~255の数字の4つ組(IPv4:約 43 億通り)
例)202.223.137.200(岐阜高専のwww) IPv6では約 281 兆 5 千億通り
各国ごとに設置された機関(NIC:Network Information Center )が配布・管理(日本は JPNIC )
IP アドレスで通信できるのか?
疑問点 IP アドレスの管理は NIC が行っているので、通
信をするたびに NIC に問い合わせをするのか? コンピュータはどうやって NIC に問い合わせを
するのか? 通信経路の確保はどうするのか? ・・・
ルータによりほとんど解決
ルーターの仕事
IPアドレスによるルーティング
XがYにデータを送信→ ルータAはルーティングテーブルから、 あて先Yを見つけてS1へ送信→ ルータCは・・・
ルーティングテーブルの例
IP アドレスとドメインネーム( DN ) IP アドレスは覚えにくい→人間が利用する
には覚えやすい名前( Domain Name )が必要202.223.137.200→(www.)gifu-nct.ac.jp202.223.137.201→smtp.gifu-nct.ac.jp202.223.137.202→dns2.gifu-nct.ac.jp202.223.137.203→webmail.gifu-nct.ac.jp202.223.137.205→mx.gifu-nct.ac.jp
ドメインネームを使った情報伝送 IPアドレスとドメイ
ンネームを交互に変換する仕組み→ DNS( Domain Name System )
DNS は木構造 ドメインネームは
DNS サーバで管理される
root
edu jp com us
ac lg co
gifu-nct gifu-u gifu
example.com ドメインから www.gifu-nct.ac.jp へのデータ送信( IP アドレス取得)
com≠jp なので root に jp の(ドメインを管理する) DNS サーバの IP アドレスを問い合わせる
jp の DNS サーバに ac.jp の DNSサーバの IP アドレスを問い合わせる
ac.jp の DNS サーバに gifu-nct.ac.jp の DNS サーバの IP アドレスを問い合わせる
gifu-nct.ac.jp の DNS サーバに www.gifu-nct.ac.jp の IP アドレスを問い合わせる
root
edu jp com us
ac lg co
gifu-nct gifu-u gifu
得られたアドレスへデータを送信
TCP/IP の TCP とは? 正確には TCP ( Transmission Control Protocol :伝送
制御プロトコル)と UDP ( User Datagram Protocol :ユーザデータグラムプロトコル)のこと・・・
TCP は情報を確実に相手先に伝えるため、送信前に予め通信経路を確定して送信(その他の信頼性確保のための作業も行う) → Eメール送信のようなもの
UDP は情報を速く送るため、送り先が確定( IP アドレスが判る)次第、とにかくデータを送信する(届いたかどうかの問い合わせもしない) → ホームページの閲覧のようなもの
電子メールの仕組み①
① 送信クライアントはメールに宛先を 付けてメールサーバへ送信② メールサーバは宛先のIPアドレスを DNSサーバへ問い合わせ③ メールサーバは宛先IPアドレスにしたがって送信④ インターネット経由で宛先のメールサーバへ送信⑤ 受信クライアントはメールを受信
電子メールの仕組み②
ドメインの詳細(後ろから読む) トップレベルドメイン:jp=日本 第 2 レベルドメイン: ac =教育研究機関 第 3 レベルドメイン: gifu-nct =岐阜高専 第 4 レベルドメイン: edu =教育用電算システム
ユーザ名@所属している機関のドメイン名
WWW ( World Wide Web )の仕組み① Webページと呼ばれる文書や画像の集合体で
ある Web サイトの世界的な集まり
Web ページの閲覧には IE や Firefox などの Webブラウザで URL を指定 Webブラウザ :Web ページを記述する言語( HTML
など)を理解し、内容を表示するソフトウェア URL ( Uniform Resource Locator ) : 要求する情報
がインターネット上のどこに格納されているかを示す
WWWの仕組み②
http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/
Web ブラウザがインターネット上のWeb サーバを探して、目的のホームページを自分のコンピュータに表示
URL指定
yahoo
Web ページ送信
WWWの仕組み③
HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)Web ブラウザが、 Web サーバに対して HTML
形式のファイルを受け取るためのプロトコルHTML(Hyper Text Markup Language)
Web ページを作成するための言語 文章のみならず、画像や音、他の Web ページへの
リンクなどを埋め込んだテキスト(Hyper Text )を記述できる
http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/
TCP/IP のまとめ インターネットでは情報の送受信に IP アドレス
を利用して通信する(IP) IPにより送受信先のコンピュータを指定できる
が、実際のデータ送信については信頼性が低い IP+TCPにより送信先の確定+信頼性を確保 TCPは信頼性を重視するため動作が遅く、基本
的に 1対 1 の通信に向いている→動作が速く 1対多の通信向けのプロトコルを用意(UDP)
プロトコルの標準化 異なるプロトコルのネットワーク同士は通信不可
→ プロトコルの標準化 ISOによるOSI参照モデルの提唱
ISO : International Organization for Standardization
(国際標準化機構)OSI : Open Systems Interconnection (開放型システム間相互接続)
TCP / IPはISOによる国際標準ではないが、事実上の標準プロトコル
プロトコルの階層化 OSI参照モデルは、通信における各種機能を分割し、階層化している
プロトコルの階層化→設計・実装が容易 各階層ごとに独立して約束事(プロトコル)を
決めて、コンピュータ同士が、同じ階層のプロトコルを利用してやり取りができるようにする
低レベル(ハードウェア的)な処理は下位層のプロトコルで解決し、各プロトコルにはそれぞれの階層で必要なことのみを処理させる
プロトコルの階層化の例
http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/network/tcpip001/tcpip03.html
プロトコル階層の例
第 1層(物理的に接続する方法)
第2層(データのやり取り方法)
第3層(扱うデータの内容)
第 1層
第2層
第3層
ネットワーク回線
プロトコル1
プロトコル2
プロトコル3
コンピュータ同士が電気的につながる
までの手段
コンピュータ同士がデータをどのように
やり取りするか
コンピュータ同士がどのようなデータを授受するのか
コンピュータA コンピュータB
OSI参照モデル OSI参照モデルはあくまでモデルであり、ガ
イドラインでしかない OSI参照モデルは以下の 7階層に分類されるラン
ク 層 機能 例
第 7層 アプリケーション層 特定のアプリケーションが通信する方法 HTTP,SMTP,FTP, ・
・・第 6層
プレゼンテーション層 データ形式の定義や変換方法 SMTP,FTP, ・・・
第 5層 セッション層 通信の管理や制御、コネクションの確立/
切断第 4層 トランスポート層 データ送信の管理、信頼性を確立 TCP,UDP, ・・・
第 3層 ネットワーク層 異なるネットワーク先への通信経路を確立 IP, ・・・
第 2層 データリンク層 直接接続されたノード間でのデータの電送制御 イーサーネッ
ト、 PPP, ・・第 1層 物理層 物理的な接続方法、コネクタ、ケーブルの
形状RS-232,無線 ,光、 UTP,
回線交換型ネットワーク 2 つのノード間を直接接続するための回線を用意し、1回線 1 通信で占有される
http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/network/tcpip001/tcpip04.html
パケット交換型ネットワーク 通信データをパケット(小包)と呼ぶ小さなデ
ータに分割し、送信する
http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/network/tcpip001/tcpip04.html
課題 コンピュータネットワークにおいて「プ
ロトコル」とは何か、その必要性も併せて簡単に説明しなさい
回線交換型ネットワークとパケット交換型ネットワークのそれぞれの利点と欠点について説明しなさい