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ネットワークにつなごう！. ― 最低限 Internet ―. 情報実験第五回 2005/11/04. 森川 靖大 ( 北大・理・地球惑星科学専攻 ). 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. nex. あいねっくす. ネットワークの基礎. 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 !.
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ネットワークにつなごう！ ― 最低限 Internet ― 情報実験第五回 2005/11/04 森川 靖大 (北大・理・地球惑星科学専攻)
本日のお話 /38 • 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
nex あいねっくす ネットワークの基礎 /38
ネットワークってなに？ /38 • 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!
ネットワークの種類 /38
ネットワークの種類・LAN /38 • 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
ネットワークの種類・WAN /38 • 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
ネットワークの種類・Internet /38 • 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
nex あいねっくす TCP/IP /38
通信を行うための約束事 /38 • 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
TCP/IPってなに？ /38 • 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 データ 上位 下位
アプリケーション層 /38 • 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
アプリケーション層 [パケット] /38 • 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
アプリケーション層 [パケット] /38 • 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
アプリケーション層 [パケット] /38 • 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
アプリケーション層 [パケット] /38 • 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
トランスポート層 /38 • 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）
トランスポート層 [ポート番号] /38 • 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….
トランスポート層 [ポート番号] /38 • 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….
トランスポート層 [ポート番号] /38 • 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 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
インターネット層 http://yougo.ascii24.com/gh/76/007644.html /38 • 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！
ネットワークインターフェイス層 /38 • 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
ネットワークインターフェイス層 /38 • 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
nex あいねっくす (予備知識)コンピュータの基本単位bit・byte とは? 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 /38
コンピュータの基本単位 /38 • 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 コンピュータの世界では k (キロ) ≠ 1000 ＝ 210＝1024 1 Mbyte 1 kbyte (キロバイト)
nex あいねっくす ネットワークにつなげるために必要な情報
ネットワークパラメータ /38 • 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)
IPアドレス 1 byte = 8 bit /38 • 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…) • 87. 45. 15 = 10000101. 01010111. 00101101. 00001111
サブネットマスク [1] /38 • 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 • 87. 45. 15 = 10000101. 01010111. 00101101. 00001111 255. 255. 255. 192 = 11111111. 11111111. 11111111. 11000000
サブネットマスク [2] ネットワークアドレス部 ホストアドレス部 /38 • 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. 00001111 11111111. 11111111. 11111111. 11000000 IPアドレスとサブネットマスク の論理積 26 ビット分が ネットワーク部 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
サブネットマスク [3] /38 • 実際の通信の際には? • 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 • 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 • 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
ゲートウェイアドレス /38 • 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
MAC(マック) アドレス /38 • 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！
nex あいねっくす ホスト名・ドメイン名DNS サーバ /38
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 ホスト名とドメイン名 /38 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
Domain Name System /38 • 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)
DNS サーバ 返答: 133.50.160.50 !! 問い合わせ: mail.ep.sci.hokudai.ac.jp /38 • 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
まとめ /38 • 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!!!
