情報通信ネットワーク(2004/05/14)
Ver. 1.0

目次

お知らせ

1. 暫くの予定
   • 2004/05/21 (来週) :ケーブル作成実習を行う予定です(講義も少しする..)。
   • 2004/05/28 (再来週) :数学科のオリエンテーションで休講です⁽¹⁾。
   • 2004/06/04 :体育祭で、休講です。
2. Sasser流行っています。是非Windows Updateを!!

論理層

論理層プロトコルの例

• Ethernet ( IEEE 802.3 + IEEE 802.2 )
• Token Ring ( IEEE 802.5 + IEEE 802.2 )
• HDLC ( Serial ) ⁽²⁾

EthernetとToken Ringは、更に二層に分離(個々を副層と呼ぶ)しており、上位が、802.2で共通、下位が、それぞれ802.3と802.5に分離している。

論理層の働き

• 物理層の働きで、情報(0/1の並び)を伝えることはできる。
• 0/1の並びを、情報の通達(データ転送)だけでなく、通信そのもののためにも利用する
• メディアの通信速度は、必ずしもデータの通信速度にならない。
• 通信に使う情報( Header / Fooder )とデータ通信( Carry )の情報が含まれる。これらを区別する為の取り決め(プロトコル)⁽³⁾が必要になってくる。

• (共有) media (通信資源)の利用調停/仲裁
• アドレッシング
• エラー検出
• データ通知

仲裁

共有メディアによる通信資源の共有をいかに公平に行うか?

CSMA/CD

• Carrier Sense Multiple Access Collision Detect
• Ethernetの仲介手続き
• 手続きの流れ
  1. 通信中のフレームが受信中かどうかをリスニング
  2. イーサネット上に他のフレームがない場合は、送信⁽⁴⁾
  3. イーサネット上に別のフレームがある場合は、待機、再びリスニング
  4. 送信中にコリジョンが発生すると停止して、待機し、再びリスニング⁽⁵⁾
• 特徴
  • 早いもの勝ち
  • 不公平の可能性あり
  • 少数の場合は、効率がよい
  • 多数の場合は無駄が問題に
  • Time outの問題(通信遅延の上限)

トークン方式

• Token Ring/FDDIの方式
• 手続きの流れ
  1. トークンをリッスニング
  2. トークンが使用中ならば、次を待つ
  3. トークンが空きならば、利用の符号をと自分のデータを追加して、送信
  4. 自分宛のデータをもつトークンを受信したら、データをとりだし、利用の符号をクリア
• 特徴
  • 公平
  • 帯域の利用量が安定
  • 経路の切断の問題(二重化など.. )

HDLC

全二重なので、調停の問題はない。

LAN アドレッシング

LAN (同一共有メディア)内で、通信者を特定するためIDが必要となる。

MAC ( Media Access Control ) Address : 16進12桁( 6 byte )の数値

EthernetとToken Ringで共通。

HDLCは、Addressが不要( PtoPなので.. )

• Unicast Address : NIC ( Network Interface Card )に予め、ユニークに一つずつ設定されている。
• Broadcast Address : ff:ff:ff:ff:ff:ff
• Multicast Address : Multicastという特別な通信のために予約されているMAC Address

自分 Note の MAC Address

自分のNote PCのMAC Addressを利用しよう。

C:\> ipconfig /all

C:\> winipcfg

友達の MAC Address を調べよう

pingすると、一次的に、相手のMAC Addressがキャッシュされるので、通信した直後であれば、通信相手のMAC Addressを知ることができる。

C:\> ping a.b.c.d
C:\> arp -a

a.b.c.dは、IP Address。

学外と通信した場合に残っているのは、Default Gateway AddressのMAC Address ⁽⁶⁾⁽⁷⁾。

エラー検出

フレームデータの中に、エラーをチェックするための情報( FCS : Frame Check Sequence,またはCRC : Cyclical Redundancy Check )を追加して、問題をチェックする。

データ通知

フレームが運ぶデータのタイプ(上位プロトコル)を識別する。

対応していないプロトコルのフィルタリングを行う。

• Ethernet
  • 802.2
  • DSAP
  • SNAP
  • Ether Type
• Token Ring
  • 802.2
  • DSAP
  • SNAP
• HDLC
  • CISCO独自

Ethernet における通信

• 予め、割り振られているID : MAC Addressを利用。⁽⁸⁾
• 共有Mediaを利用した応答システム。
  • Unicast ( 1 to 1 )通信( NICのFiltering.. )
  • Broadcast ( 1 to全)通信(便利だけど、重い.. )
  • Multicast ( 1 to Group )通信(制御されたBroadcast。流行ってない.. )

Network 層

Network 層の役割

• 相手のアドレス⁽⁹⁾を指定するだけで、相手と通信できる仕組を提供する。

  Addressは重複していはいけない。

• 異なるメディア(物理層/論理層)にまたがった通信が可能。
• 必要がなければ中継しない(通信の混雑を防ぐ⁽¹⁰⁾.. )。
• Address (通信先)から経路(情報の伝達する方向.. )を決定する仕組( Routing )が必要になる⁽¹¹⁾。
• 実際に通信(情報の伝達)を行う、最上位層(これから上の層は、通信の品質[トランスポート層]や、通信の開始、終了方法[セッション層]、通信上におけるデータの表現方法[プレゼンテーション層]など、様々な通信サービスを付加するために用いられる)。

IP (Internet Protocol)

• 現在のThe Internetの基本Protocol。

• IP Address ( 32 bitの数値で、10進数[ 0 - 255 ]を4つを'.'[ピリオド]で区切って表現する)で、相手を識別する。

  このAddressは、論理Address (つまり、「ある程度」自分で决める⁽¹²⁾ことができる)。

• 現在の版はIPv4,すでに、次世代のIP, IPv6が始まっているが、講義的には、IPv4のみ、時間があればv6にもふれる。

IPX (Internetwork Packet eXchange)

• Netwareの3層( WindowsのFile共有に利用される.. )。

• 昔のアメリカでは、LANに利用される主なProtocolはIPXだった⁽¹³⁾。

  古いIPXは、メディアを越られなかった(つまり、論理層とあまり変らなかった.. )。今の版は越られる( Network層に格上げされている)。

• 日本では、Windows 95までが、利用していたが98以降は、殆ど利用されなくなった。⁽¹⁴⁾

カプセル化

カプセル化とは

上位層の通信単位を下層の層で通信する時に、その中身(上位層の構造)に無関係に行えるようにするための仕組。

cf.封筒(手紙の内容を知らなくても済む.. [むしろ匿す.. ] )。

上位層のPDUにHeader (とFooder )を付けることにより、自分の層の新しいPDUを作る。

各層の通信単位 (PDU : Protocol Data Unit)

上層

データ

4層

セグメント

3層

パケット

2層

フレーム

1層

bit列