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インターネットと プロトコル（ 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

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インターネットと プロトコル（ TCP/IP ）

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Presentation Transcript

  1. インターネットとプロトコル（TCP/IP） H21 情報機器工学

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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）

  6. 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

  7. ルーターの仕事

  8. 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・・・

  9. ルーティングテーブルの例

  10. 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

  11. 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

  12. 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）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

  13. 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

  14. 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

  15. 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 200???@edu.gifu-nct.ac.jp • 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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）

  20. 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

  21. 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

  22. プロトコルの階層化の例 http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/network/tcpip001/tcpip03.html

  23. 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

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. 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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