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情報通信ネットワーク(2005/05/06)
Ver. 1.0

2005年5月6日
栗野 俊一
kurino@math.cst.nihon-u.ac.jp
http://edu-gw2.math.cst.nihon-u.ac.jp/~kurino/2005/ccna/ccna.html
情報通信ネットワークの2005年4月6日 のメモ

目次

Network Model

モデルの必要性

  1. 教室のLANは複雑だった..
    1. 箱と紐
      • 教室の「紐」は10/100 Base Tケーブル
        • ストレートケーブル:異なる種類の物を繋ぐ(普段利用しているもの)
          • とりあえず(1)、「結線(線の色)が同じ順番に並んでいる物」と理解すると良い。
        • クロスケーブル:同じ種類の物を繋ぐ
          • とりあえず、「ストレートケーブルと結線が異る(2)」と理解すると良い。
      • 教室の「箱」はSwitch
      • Switch間を繋ぐには、クロスケーブルが必要
        • 机の上に並んでいるSwitchは、接続にクロスケーブルがMust
        • 少し、気の利いたSwitchの場合は、uplinkと呼ばれる特別なPortが一つ用意されており、そこは、内部が、Cross結線されているので、一方のsiwtchの普通のportと、他方のuplink portとをストレートケーブルで継ぐことができる。
        • 最近のかなり賢いswitchは、全てのPortで、その接続相手がHostかSwitchかを自動判定して、内部で、勝手に、Cross結線を行うので、今や、クロスケーブルの必要性は、殆どなくなりつつある。
      • 次回は、自分で配線を..
    2. 様々な設定
    3. 色々なサービス
  2. 理解するには、整理が必要
  1. ケーブルの判断方法や、ケーブルの結線の定義、そして、実際のケーブルの作成方法等も、講義中に行う予定なので、お楽しみに。
  2. 実は、クロスケーブル以外にも、ストレートケーブルと結線が異るが、見た目は全く同じようなケーブルは存在するが、暫くは、そのように理解しておくと良いだろう。

Model の必要性

Internetは、Multi Vendor環境(複数の業者が色々な製品を開発しており、それが、相互に接続(3)されている環境)なので、それらを整理し、分類するために、Model化が必要。

  1. インターオペラビリティ(相互運用可能性)異なるVendorの作成した装置が、互いに接続して、運用可能であること。

    Internetの初期の段階では、同一のVendorの装置でないと接続できなことがあった。

Layer Model

複数のModelを重ねることにより、通信システム全体をModel化する形式の一つ。

部品となる個々のModelは、Layer (層)と呼ばれ、そのLayerを縦に重ねることにより、全体が構成される。

  1. 個々のLayerでは、それぞれ異なる役割やサービスを担っている。
  2. 上のLayerから下のLayerを隠す(カプセル化)、
  3. 個々のLayerは、差替可能。

Network Model

二つの Network Model

Internetで利用されるNetwork Modelは、次の二つ。

  1. OSI参照Model :学術的な側面が強い。物事の整理や抽象的理解に便利。Internetができてから、整理のために作成された。
  2. DoD (4)(TCP/IP) Model :実学的な側面が強い。Internetで利用されている、現実のシステムを後からModel化したもの(その意味で、整理されていない所もある.. )。Internetの発展と共に成立( OSIより前に成立)。
TCP/IP は元々、軍事利用目的に開発された

TCP/IPは、アメリカの広大な領地内にネットワーク網を張り巡らし、ネットワークを用いて、遠隔操作で、ミサイル等の兵器の利用を考えていた。

この為には、戦争の結果として、ネットワーク網が、ずたずたになっても、なんとか通信できるような、大変ロバスト(堅牢)な性質が要求された。

このTCP/IPのロバスト性が、民生に於けるいい加減な扱いでも、それなりに動くという非常に重要な特性となり、インターネットが世界を席巻する重要な要因となった。

  1. Department of Defence :米国国防総省

OSI 参照 Model

  1. 次の7つの層からなる。
    物理層
    物理的な信号の規格。通信媒体の規格を決定し、最も基本的な通信手段(5)を提供する。
    データリンク層
    単一のメディア内での通信( LAN通信)を提供する。
    ネットワーク層

    複数のメディアで接続された大規模なネットワーク網での通信を提供する。

    いわゆる、通信の為の層はここまで(6)で、以下は、通信に対する追加サービスの形で、提供される。

    トランスポート層
    信頼性を提供する。
    セッション層
    セッションの確立や管理を行い、多重化機能を提供する。
    プレゼンテーション層
    データ形式の互換性を提供する。
    アプリケーション層
    利用者と直接やり取りをする層で、目的によって多種多様なサービスを提供する。
  1. どんな通信にも必ず、物理層は必要である。
  2. ここまで、できれば、通信は可能...。

TCP/IP Model

  1. 次の4つの層からなる。
    ネットワーク層
    同一メディア内での通信機能を提供する( OSIの物理層+データリンク層)。これは、EthernetのModel化である。
    インターネット層
    ネットワークのend to end間の通信機能を提供する( OSIのネットワーク層)。これはIP ( Internet Protocol )のModel化である。
    トランスポート層

    通信の信頼性を提供する( OSIのトランスポート層)

    これはTCPのModel化である。

    アプリケーション層
    その他全部の機能( OSIのセッション層から上全部)。

TCP/IPでは、IPを中心とした考え(7)になっており、IPを実現するための手段(物理、データリンク層)と、IPを手段として利用するサービス(トランスポートより上)が作られている。

  1. 投資効果を高めるための工夫。

Model の効用

  1. 複雑さの軽減( M * NからM + Nへ)
  2. インターフェースの標準化(組合せて利用する),相互運用の促進
  3. モジュール化(独立性:一つの部分の変更が、他の部分に影響しない)
  4. 学習の容易性(分割統治法)

講義の内容

Mainは、ネットワーク層( IP,少し、IPX ) (8)。次にトランスポート層と、データリンク、物理層をやる。

  1. CISCOは、Router Makerで、その対象はIP (IPX)がMain。

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