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インターネットと プロトコル( TCP/IP ) - 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

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Presentation Transcript
Tcp ip

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



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・・・



Ip dn
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.jp

    • 202.223.137.201→smtp.gifu-nct.ac.jp

    • 202.223.137.202→dns2.gifu-nct.ac.jp

    • 202.223.137.203→webmail.gifu-nct.ac.jp

    • 202.223.137.205→mx.gifu-nct.ac.jp


root

edu

jp

com

us

ac

lg

co

gifu-nct

gifu-u

gifu

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


Example com www gifu nct ac jp ip
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

得られたアドレスへ

データを送信


Tcp ip tcp
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

ユーザ名@所属している機関のドメイン名

[email protected]

  • 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


Www world wide web
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

yahoo

http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/

URL指定

Webページ送信

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


WWWの仕組み③

http://dailynews.yahoo.co.jp/fc/

  • 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


Tcp ip1
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

コンピュータA

コンピュータB

第3層

(扱うデータの内容)

第3層

プロトコル3

コンピュータ同士が

どのようなデータを

授受するのか

第2層

(データのやり取り方法)

第2層

プロトコル2

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

第1層

(物理的に接続する方法)

第1層

プロトコル1

コンピュータ同士が

電気的につながる

までの手段

ネットワーク回線


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


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


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