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9 物理層 , 伝送媒体と公衆通信サービス - PowerPoint PPT Presentation


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9 物理層 , 伝送媒体と公衆通信サービス. 構成. 9.1 0,1 の符号化 杉山崇則 9.2 コンピュータを結ぶ通信媒体 関洋平・工保夫 9.3 公衆通信サービス 竹田宣広・田島紀幸 9.4 インターネットへの接続形態 藤田尚宏・村山哲晴 9.5 IPv6 と未来のネットワーク 山腰諒一 この章のまとめ 杉山崇則. 9.1 0 と 1 の符号化. 4401045 杉山崇則. Information Communication Network. 物理層の役割.

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Presentation Transcript
slide1

9 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide2
構成

9.1 0,1の符号化 杉山崇則

9.2 コンピュータを結ぶ通信媒体 関洋平・工保夫

9.3 公衆通信サービス 竹田宣広・田島紀幸

9.4 インターネットへの接続形態 藤田尚宏・村山哲晴

9.5 IPv6と未来のネットワーク 山腰諒一

この章のまとめ 杉山崇則

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

9 1 0 1

9.1 0と1の符号化

4401045 杉山崇則

Information Communication Network

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide4
物理層の役割
  • コンピュータが処理する”0”と”1”を電圧の変化や光の点滅の信号に対応させる
  • 電圧の変化や光の点滅を”0”と”1”のデータに戻す

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide5
信号の阻害要因
  • 減衰・ノイズ
  • 同期

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide6
主な符号化方式

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide7
マンチェスター符号
  • クロック信号を同時に転送
  • +Vと-Vが常に同数存在する

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

9 3 1

9.3 公衆通信サービス.1

4401052 竹田 宣廣

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide9

9.2 コンピュータを結ぶ通信媒体          

4401050 工 保夫

4401047 関 洋平

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide10

10Mbps

ターミネータ(50Ω)

トランシーバ(10BASE5)

同軸ケーブル

イーサネットまたはIEEE802.3(10BASE5、10BASE2)などで利用される

10BASE5…Thickケーブル

10BASE2…Thinケーブル

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide11
ツイストペアケーブル(より対線)
  • 導線を2本1組でより合わせた(ツイストした)もの
  • ノイズの影響を小さくし、ケーブル内の信号の減衰を抑制
  • イーサネット(10BASE-T、100BASE-Tなど)の媒体としてよく使われている

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide12
信号の伝送方式
  • RS232Cを使用した通信のようなグラウンド信号(0ボルト)に対し、送信するビット列に対応した変化を1本の線に流し処理
  • RS-422のようなグラウンド信号を使用せずに伝送ビット列に対応する信号(プラス側信号)とそれと正反対の信号(マイナス信号)を1対1(ペア)にして送信

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide13
ツイストペアケーブルの種類
  • STP
    • 外被の下にシールドと呼ばれるアルミ箔や網のような導線で内部のツイストペアケーブルを保護しているケーブル
  • UTP
    • ケーブル外被の中がツイストペアケーブルだけで構成されるもの

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide14
光ファイバーケーブル
  • ガラス繊維でできたケーブルで、光通信の伝送路に使う
  • 通信速度は従来のメタルケーブルと比べて段違いに速い
    • 1Tbps以上の転送速度を実現した例が報告
  • 遠くまでほとんど減衰せずに信号を伝達
    • 数10Kmから数100Kmまで中継なしに伝達可能

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide15
光ファイバーケーブル
  • 価格が非常に高価
  • ほかのメディアに比べて接続作業が難しく、専門の技術と機器が求められる

光ファイバーを使用したネットワークを構築する場合、将来の増設計画、また拡張性などを十分考慮した上で接続経路やしようする媒体などを検討する必要

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide16
光ファイバーケーブルの分類
  • シングルモード光ファイバー
    • 光を通すコアの部分が細い光ファイバーケーブル
    • レーザー光など、直進性の強い光を入力し、ケーブル中でほとんど分散せずに信号を伝える
    • 長距離伝送や超高速伝送が可能で、電話局間などの基幹通信網に使われている

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide17
光ファイバーケーブルの分類
  • マルチモード光ファイバー
    • 光を通すコアの部分が太い光ファイバーケーブル
    • ケーブル内を光が反射しながら伝わる
    • 分散して信号がなまってしまうため、長距離の伝送や超高速伝送には向かない
    • 材料にプラスチックを利用できるため安価であり、折り曲げにも強い

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide18
無線
  • 空間中を飛び交う電磁波を利用するためケーブルを利用しない
  • 電波も光も電磁波の一種

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide19
電波とはなにか
  • 電磁波は波長によって性質が変わる

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide20
無線LAN
  • 2.4GHz帯の極超短波と呼ばれる周波数帯
    • 日本では、10mW以下の出力であれば免許不要で利用できるよう開放されている領域

産業・科学・医学用の機器に用いる

    • 周波数帯が近い場合には電波干渉が起こり、正しく通信ができなくなるためきちんと管理する必要がある

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide21

2点間を結ぶ通信回線

  • 静止衛星を使用した衛生回線
無線接続
  • 短波よりも波長が短いマイクロ波になると指向性が強くなる

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide22
公衆サービス

LANのような構内の接続ではなく、

 外部と接続する。NTTやKDDI料金を払って通信回線を借りる形態をとる。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide23
アナログ電話回線
  • いわゆる普通の電話回線を利用して通信すること。
  • コンピューターを電話回線で接続するためには、デジタル信号とアナログ信号を変換するモデムが必要となる。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

isdn integrated services digital network
ISDN(Integrated Services Digital Network)
  • アナログ通信で使用していた交換機をデジタル化し、1回線に複数の通信路を設定して高速通信を可能にしたもの。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide25
携帯電話・PHS
  • 携帯電話
    • 携帯電話を利用する9.6kbps~384kbps程度の通信を行うことができる。
  • 利用できる範囲内ではどこでもネットワークに接続できる。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide26
PHS
  • 32kbps~128kbpsのデジタル回線になっている。           
  • 普通に音声で通話するときは、音声信号がADPCMと呼ばれるデジタル音声に変換されてから電波で送信される。
  • このデジタル回線を直接利用する伝送手順 にPIAFがある。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide27
ケーブルテレビ

 本来、電波を主体とするテレビ放送を、

       ケーブルを使って放送するサービス

ケーブルテレビを使ったインターネット接続サービスは放送に使われていない空いているチャンネルをデータ通信専用に利用する。

 ケーブルテレビ網では10Mbps程度の通信のサービスが行われている。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

9 3 2

9.3 公衆通信サービス.2

4401053 田島紀幸

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide29
専用回線(専用線)
  • 接続形態は、必ず1対1になる。
  • きめ細やかな帯域設定(Mbps)
    • デジタル専用サービス(64kbps~6,50,150)
    • ATMメガリンクサービス(0.5,1~135,600)
    • メトロハイリンク(45,150,600)

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide30
X.25(公衆パケット交換サービス)
  • 公衆データ網におけるパケットモードで動作するデータ端末装置(DTE)とデータ回線終端装置(DCE)間のインタフェース
  • ひとつの回線から複数のサイトに同時に接続可能
  • エラー処理や転送効率を考慮

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

frame relay
フレームリレー(Frame Relay)
  • 蓄積交換方式で異速度端末間接続が可能である
  • X.25に比べプロトコルを簡略化し、誤り制御やフロー制御は隣接するリンク間で行わないで端末間で行う。そのために高速通信が可能
  • バースト的なトラフィックに対応するため、帯域の有効利用ができる。
  • 1本の物理回線で複数拠点と同時接続(論理多重)が可能
  • DLCIによりフレーム論理多重が可能

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide32

フレームリレー網

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

ip vpn
IP-VPN
  • Virtual Private Network
    • 仮想私設網
    • MPLSとIPsec
  • IPsecによるIPパケットの認証と暗号化
    • Transportモード
    • Tunnelモード

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide34

IP-VPN

ラベル付与

ラベル除去

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide35

9.4インターネットへの接続形態

4401076 藤田尚宏

4401086 村山哲晴

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide36
発表の構成
  • 接続形態の種類
    • ダイアルアップ接続と常時接続
  • 一時的、恒久的なIPアドレス
  • NAT(NATP)によるインターネット接続
  • インターネットに接続するときの注意点
  • ファイアウォール
  • アプリケーションゲートウェイ

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide37
接続形態の種類 
  • ダイアルアップ接続
    • 少し前までの方法
    • 家庭での電話回線、ISDNを利用 
  • 常時接続
    • 今の流行り
    • ADSLやCATVなどが有名
    • 急速に普及

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide38
ダイアルアップ接続 
  • インターネットに接続する時だけISPに接続する
  • ISPとの間は電話回線や携帯電話、PHSを利用
  • 通信回線上ホストとプロバイダ間でPPP(Point-to-Point Protocol)を利用して、認証やIPパケットの転送が行われる
  • 一つの回線に一つのホストしか接続できない
  • 接続した時間に応じた料金  

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide39
常時接続
  • インターネットと通信するしないにかかわらず、常にISPと接続
  • 料金は定額制
  • 以前は専用回線が必要なために高額

            ↓

 現在はCATVやADSLを利用することで安価になり、ダイヤルアップ接続よりも高速なデータ通信が可能となり利用者が急増した

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide40
一時的なIPアドレス
  • ダイアルアップ接続
    • 接続するたびに異なるIPアドレスが割り当てられる場合がある
  • 常時接続
    • 接続している限りは同じはずだが、プロバイダの都合により変更する場合もある

TCP/IPではIPアドレスを元に通信を行う、そのためどのようなIPアドレスがつけられているかはとても重要。

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide41
恒久的なIPアドレス

 一時的なIPアドレスでは外部からの接続させることは困難であり、DSNに登録してもIPアドレスが変わっては使えないしトラブルになる

  • 独自にドメイン名を取得して、自分で外部にむけてWebサーバーを立ち上げたい!!

            ↓

      固定IPアドレスを取得

 (ISPによっては追加料金が必要だったり、固定IPアドレスを配布するサービスがない場合もある)

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

nat natp
NAT(NATP)によるインターネット接続

 インターネットに接続する場合、プロバイダからはグローバルIPアドレスは1つしか割り当てられない

  接続するには接続するホスト分のアドレスが必要

          しかし↓

IPv4のアドレスが不足し、複数のアドレスの取得は困難

          そこで↓

NAT(NAPT)を利用する・・・・P.158参照

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

nat napt
NAT(NAPT)の使用
  • インターネット側からNAT内部のネットワークに対する接続は制限

          ↓

クライアント的な利用であればほぼ問題なし

 現在市販されているPPPoE対応ルーターなどにはNAT(NAPT)機能を備えているし、さらにはDHCPの機能も備えているため、複数のPCを容易に接続することができる

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide44
インターネットに接続するときの注意点
  • 料金
    • ISPとの契約
    • ISPまでの通信回線確保 など
  • セキュリティ
    • 自分のホストを「踏み台」に利用される
    • コンピュータウイルス

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide45
ファイアウォール(1)
  • 組織内とインターネットとの境界に設置し、セキュリティを確保するための装置やソフトウェア
  • 通過するパケットを一定の条件の下に許可もしくは破棄する

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide46

TCPポート:80番

ファイアウォール(2)

メールサーバ

wwwサーバ

インターネット

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide47
アプリケーションゲートウェイ
  • 内部のネットワークとインターネットをルータで接続せず、アプリケーションゲートウェイでいったんトランスポートプロトコルのセッションを区切ってから通信する方法
  • 代理サーバ(Proxy Server)

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide48
代理サーバ

アクセス制御

アクセスログ保存

インターネット

代理サーバ

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

9 5 ipv

9.5 IPv6と未来のネットワーク

4401088 山腰諒一

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

nat napt1
NAT(NAPT)の問題点
  • 外部のネットワークから内部のネットワークに接続できない。(ネットワーク対戦ゲーム、ビデオ会議システムなど)
  • 外部から接続ができるものもあるが、同じポート番号を使用した場合は同時に接続できるホストが一台に限定される。
  • データ転送速度を向上するのが難しい。
  • 帯域通信に向いていない。
  • 耐障害性を高めることが難しい

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide51
アプリケーションゲートウエイの問題点
  • ネットアプリケーションとゲートウエイが対応している必要がある。(対応しているのはWWW(HTML)だけである)
  • データ転送速度を向上するのが難しい

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide52
問題がおきる理由
  • エンドツーエンドでグローバルIPアドレスを使用してないため(アドレスが豊富だとエンドツーエンドで通信できるから)

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide53
IPv6を使うと
  • 必要な量のアドレスが配布される
  • ホスト数が1844京(けい)個になる
  • NATやアプリケーションゲートウエイが必要なくなる
  • 個々のアドレスに対してファイヤーウォールが必ず必要になる
  • 外部とは直接通信することはできず、代理サーバ経由で許可された情報だけにアクセスする環境になる

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

ip ip
IPv6のグローバルIPアドレスのフォーマットIPv6のグローバルIPアドレスのフォーマット

FP

TLAID

13

RES

8

NLA ID

24

SLD ID

16

Interface ID (=MACアドレス)

64

広域ネットワーク

サイト内部

インタフェースの識別子

ホスト部

ネットワーク部

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス

slide56
IPv6の未来
  • 個々のコンピュータにファイアウォールの設定が必要
  • テレビ会議に必要な帯域を簡単に予約できるシステムの登場

第9章 物理層,伝送媒体と公衆通信サービス