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第 3 章 データリンク

第 3 章 データリンク. 　 まとめ： 4402014 浦野 雅輝. 3.1 データリンクとは. 4402014 浦野　雅輝. データリンクとは. 通信媒体で直接的に接続された機器間の通信を可能にするプロトコル 通信媒体の例 →同軸ケーブル、より対線、光ファイバー、電波、赤外線　など データリンクの例 →イーサネット、 FDDI 、電話回線上の PPP データリンク＝ネットワークの最小単位 →インターネット＝データリンクの集合体. ネットワークのトポロジー. ネットワークの接続形態、構成形態 見かけの配線の形、論理的なネットワークの仕組み

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第 3 章 データリンク

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Presentation Transcript

  1. 第3章 データリンク 　 まとめ：4402014 浦野 雅輝 3章　データリンク

  2. 3.1 データリンクとは 4402014 浦野　雅輝 3章　データリンク

  3. データリンクとは • 通信媒体で直接的に接続された機器間の通信を可能にするプロトコル • 通信媒体の例 →同軸ケーブル、より対線、光ファイバー、電波、赤外線　など • データリンクの例 →イーサネット、FDDI、電話回線上のPPP データリンク＝ネットワークの最小単位 →インターネット＝データリンクの集合体 3章　データリンク

  4. ネットワークのトポロジー • ネットワークの接続形態、構成形態 • 見かけの配線の形、論理的なネットワークの仕組み • トポロジーの例 →バス型、リング型 スター型、メッシュ型 現在のネットワーク →単純なトポロジーの複雑な構成体　 3章　データリンク

  5. Macアドレス　 • データリンクに接続しているノードの識別子 • 主にIEEE802.3で規格化されている • 48ビットの長さ（例：00:80:45:12:21:06） • 3～24　ベンダ識別子 • 25～48製造したカードごとに違う数字 • データリンクの種類によらずただ一つ 1 2 3 24 25 48 3章　データリンク

  6. 媒介共有型のネットワーク • 通信媒体を複数のノードで共有するネットワーク • 媒体共有型ネットワーク例 　　→イーサネット・FDDI • 宛先のコンピューターの識別にMacアドレスを使用 • 同じ通信路を使ってデータの送受信制御を行う • 半二重通信（一方通行の通信）のため • 通信の優先権の制御が必要 3章　データリンク

  7. コンテンション方式（CSMA方式） • データの送信権を競争で奪い取る方式 • データが同時に送られると衝突が発生 →回線混雑時には急激に性能が低下 • CSMA/CD方式 • CSMA方式を改良した方式 • イーサネットに採用されている • 衝突を早期に検出して素早く通信路を解放 3章　データリンク

  8. トークンパッシング方式 • トークンを巡回させ、送信権制御する方式 • 衝突が発生せず、平等に送信権が回ってくる • 性能向上の工夫 • アーリートークン方式 • アペンドトークン方式 • 複数のトークンを使用 3章　データリンク

  9. 媒介非共有型のネットワーク • 通信媒体を共有せずに専有する方式 • スイッチがフレームを転送する • 全二重通信（同時に送受信可能な通信） • 媒体非共有型ネットワーク例 →ATM • スイッチに高度な機能を持たせる • 仮想的なネットワークの構築・データ流量の制御 • 故障すると接続された全PCの通信が不可能になる 3章　データリンク

  10. 3.2 イーサネット(Ethernet) 4402048 長島 健悟 3章　データリンク

  11. イーサネットとは • イーサネットは、現在最も普及しているデータリンク。 • 制御の仕組みが単純で、NICやデバイスドライバが作りやすく、そのため低価格である。 • 互換性と将来性を備えたデータリンク。 3章　データリンク

  12. イーサネットの種類と特徴 • 10BASE、100BASE、1000BASE。 • 10BASE2、10BASE5、10BASE-T。 • 速度の違うものは、速度変換機能を持つブリッジやスイッチングハブやルータなどで変換をすれば、繋げることができる。 3章　データリンク

  13. イーサネットの種類 3章　データリンク

  14. イーサネットネットワーク図 3章　データリンク

  15. イーサネットはCSMA/CD方式 • 電送波の有無を確認してから流す(CSMA方式)。 • データを送信して、衝突が発生したら再送する方式(CD方式)。 3章　データリンク

  16. CSMA/CD方式の図 3章　データリンク

  17. イーサネットのフレームフォーマット • イーサネットで送信されるデータには、ヘッダやフッタにMACアドレスなどの情報が追加される。 • 追加されるデータはイーサネットの種類によって決まっている。 3章　データリンク

  18. イーサネットのフレームフォーマット 3章　データリンク

  19. 主なイーサネットのタイプフィールドの割り当て主なイーサネットのタイプフィールドの割り当て 3章　データリンク

  20. 3.3 FDDI(Fiber Distributed DataInterface) 4402039チョウ リツ 3章　データリンク

  21. FDDIとは？ • 光ファイバー、ツイストペアケーブルを利用するLAN規格の一つ • アクセス制御にトークンパッシング方式 • 最大伝送100Mbps最大伝送距離は100km • 1987年にアメリカ規格協会(ANSI)で標準化されその後、ISOの規格にもなっている 3章　データリンク

  22. FDDIのネットワーク 2重リングに属すステーション DASステーション FDDIネットワーク FDDIコンセントレータ SASステーション SASステーション １重リングに属すステーション 3章　データリンク

  23. （理論的にはリング型） コンセントレータ コンセントレータを用いた接続 （見かけはスター型） コンセントレータ コンセントレータ 3章　データリンク

  24. トークンパッシング方式 • ネットワークが混雑したときの輻輳に強い 平等 平等 平等 平等 トークン 平等 平等 データ データの最後に トークンを付加して送信する。 3章　データリンク

  25. FDDIの弱み • Ethernetより機器のコストが高い　 • 仕組みが複雑より高速なネットワークへの規格化が進まない • Ethernetの高速化に伴い使われなくなりつつある FDDI 3章　データリンク

  26. FDDIのフレームフォーマット 1オクテットは8ビットに相当する,通信分野でよく出てくる。 FDDIデータフレームフォーマット 開始 デリミタ 1 octet フレーム 制御 1 octet 宛先MAC アドレス 6 octet 送信MAC アドレス 6 octet LLC 3 octet SNAP 5 octet データ 0 ~ 4 3 5 2 octet FSC 4 octet 終了 デリミタ 1 bit フレーム 状態 1 ~ 2 4 bit ブリッジ 開始 デリミタ 1 octet フレーム 制御 1 octet 終了 デリミタ 4 bit FDDI Ethernet FDDIトークンフレームフォーマット 3章　データリンク

  27. 3.5 PPPとデータリンクプロトコル 3章　データリンク

  28. PPP（Point-to-Point Protocol）とは • 一対一（ポイントツーポイント）で接続するもの。 • PPPは純粋なデータリンク層 　（通信はできない） 専用回線、フレームリレー、アナログ電話回線、IDSL、ATM、その他 3章　データリンク

  29. LCP（Link Control Protocol）とは • LCPとは上位層に依存しないプロトコル • コネクションの確立や切断 • パケット長の設定 • 認証プロトコルの設定 • 通信品質の監視をするかの設定 3章　データリンク

  30. NCP（Network Control Protocol）とは • 上位層に依存したプロトコル • 上位層がIPのときIPCP呼ばれる • ＩＰアドレスの設定 • TCP/IPのヘッダ設定のネゴシエーション 3章　データリンク

  31. PPPのフレームフォーマット　 • HDLCと呼ばれるプロトコルと同じ • “01111110”を前後でフレームとして区切る （フラグシーケンス） 3章　データリンク

  32. PPPoE (PPP over Ethernet) • ADSLやケーブルテレビなどによるインターネット接続サービスでは、イーサネットを利用してPPPの提供するもの。 3章　データリンク

  33. 3.6 その他のデータリンクプロトコル 4402086　山口　幸司 3章　データリンク

  34. 用語解説 3章　データリンク

  35. データリンクプロトコル（有線） 3章　データリンク

  36. データリンクプロトコル（無線） 3章　データリンク

  37. Token Ring • 転送速度　　　4Mbps, 16Mbps • 用途　　　　　　LAN, MAN • トークンパッシング(3.1.2)を用いた環状LAN • 有効転送能力が95％程度 • FDDI（3.3）に応用されている 3章　データリンク

  38. 100VG-AnyLAN • 転送速度　　　100Mbps • 用途　　　　　　LAN • EthernetやToken Ringと親和性がある • DPAMによる高効率通信（実測90Mbps以上） • 音声グレードのカテゴリ３UTPを用いる • Ethernet（100BASE-TX）が普及したので、ほとんど普及していない 3章　データリンク

  39. Fiber Channel • 転送速度　　　133Mbps - 4Gbps • 用途　　　　　　SAN • 多数のワークステーション、サーバー、ストレージを接続できる • 高速なネットワークへの応用が期待される 3章　データリンク

  40. HIPPI • 転送速度　　　800Mbps, 1.6Gbps • 用途　　　　　　１対１通信 • スーパーコンピュータ同士や、周辺機器との接続 3章　データリンク

  41. IEEE1394 • 転送速度　　　100Mbps - 400Mbps • 用途　　　　　　家庭向け　AV機器向け • デジタルビデオカメラの外部出力端子（DV端子）に採用されている • 接続ケーブルによる電源の供給が可能 • FireWire, i.Linkとも呼ぶ 3章　データリンク

  42. 3.6.6IEEE802.11ｂ • 転送速度　　　1Mbps, 2Mbps, 5Mbps, 11Mbps • 用途　　　　　　無線LAN • 無免許で使える2.4GHz帯を使用 • 2.4GHz帯はノイズが多く、混雑している • 無線LANの大部分を占める • ホットスポットなどでよく利用される • Wi-Fi認定あり 3章　データリンク

  43. 3.6.6IEEE802.11g • 転送速度　　　54Mbps • 用途　　　　　　無線LAN • IEEE802.11bと同じ2.4GHz帯を使用し、より高速な転送速度をサポート • IEEE802.11bと互換性を持つ • 2.4GHz帯のノイズと混雑が高速通信の障害になる • Wi-Fi認定あり 3章　データリンク

  44. IEEE802.11a • 転送速度　　　54Mbps • 用途　　　　　　無線LAN • 屋外での使用が禁止される5GHz帯を使用 • IEEE802.11bやIEEE802.11gと互換性はない • 5GHz帯は混雑が少なく、ノイズが少ない • 電波の直進性の強さと、透過性の低さが欠点になる • Wi-Fi認定あり 3章　データリンク

  45. Bluetooth • 転送速度　　　下り723Kbps、上り57Kbps • 用途　　　　　　無線LAN、簡易無線通信 • IEEE802.11b/gと同じ2.4GHz帯を使用 • やはり2.4GHz帯のノイズと混雑が問題になる • 携帯電話・PDAなどの小型機器が対象 • デジカメとプリンタを繋ぐものもある 3章　データリンク

  46. 3.7　データリンク技術の変化 4402090　山田浩隆 3章　データリンク

  47. スイッチング技術 • 通信媒体を共有する方式ではネットワークに接続されるホスト数が多くなると通信性能が下がる • それを防ぐためにスイッチングハブやイーサネットスイッチが登場 3章　データリンク

  48. イーサネットスイッチ • 複数のポートを持ったブリッジ • ポートごとにMACアドレスの学習機能が付いている 　　性能の低下をある程度押さえる 3章　データリンク

  49. イーサネットスイッチ 3章　データリンク

  50. ループを検出するための技術 • ブリッジでループを作った場合、永久に回り続けるフレームが増えてネットワークをメルトダウンさせる • 解決策としてスパニングツリー、ソースルーティングがある 3章　データリンク

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