コンピュータネットワークパケット

2010/5/28
コンピュータネットワーク
－ネットワークとコンピュータ－
倉敷芸術科学大学
IT科学科
IT
科学科
平成22
平成
22年度
年度開講科目
担当：小林和真
[email protected]
kazu
パケット
• データをネットワークで伝送する場合の単位
– ネットワークにとって都合の良い単位の小包（パケット）に分割して送信する
良
– インターネットの基本はパケット交換方式
– 送信に必要なヘッダと分割したデータ部（
送信に必要なヘッダと分割したデータ部（PDU:
PDU: Protocol Data Unit
Unit）
）
データ
PDU
PDU
PDU
PDU
PDU
PDU
PDU
PDU
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フラグメント
• データを分割すること
– ネットワークにとって都合の良い単位の小包（パケット）に分割し
ネットワクにとって都合の良い単位の小包（パケット）に分割し
て送信する
– 受信側で元のデータに復元する必要がある
⇒ デフラグメント（デフラグ）
フラグメント
デフラグメント
パケットの中継
• パケットに分割されたデータはリンクを共同で利用して伝
送される
• 分岐点にあたるノードはパケットのあて先を判別して適
切なリンクにデータを中継する
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パケットとフレーム
• パケット
– インターネット層以上で分割されたデータ
インタネット層以上で分割されたデタ
は“パケット”と呼ばれている
• フレーム
– 物理層で分割されたデータは“フレーム”
と呼ばれている
TCP/IPプロトコル
TCP/IPプロトコルでは物理層プロトコルに
TCP/IPプロトコルでは物理層プロトコルに
ついてはあまり言及していない
Switch/Bridge/HUB/Repeater
• Switch
Switch（スイッチ）
（スイッチ）/Bridge
/Bridge（ブリッジ）
（ブリッジ）
– 送信ノ
送信ノード、受信ノードの接続情報を自動的に学習して通信
ド、受信ノドの接続情報を自動的に学習して通信
に関係するノードにだけフレーム
に関係するノードにだけ
フレームを送信する
を送信する
• HUB
HUB（ハブ）
（ハブ）/Repeater
/Repeater（リピータ）
/Repeater（リピ
（リピータ）
（リピタ）
– 同一リンク（同じ装置）に接続されているすべてのノードにフ
同一リンク（同じ装置）に接続されているすべてのノードにフ
レームを送信する
レーム
を送信する
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Router/Gateway
• Router
Router（ルータ）
（ルータ）
– 送信ホスト
送信ホスト、受信ホストのルーティング情報を学習し
受信ホストのルテング情報を学習し
て適切な中継ノードにだけパケット
て適切な中継ノードにだけ
パケットを送信する
を送信する
• Gateway
Gateway（ゲートウェイ）
（ゲートウェイ）
– 送信ホスト、受信ホストが異なるネットワークプロトコ
送信ホスト、受信ホストが異なるネットワクプロトコ
ルであってもその差異を変換し、適切な中継ノードに
だけパケット
だけ
パケットを送信する
を送信する
ネットワークプロトコルの統一化
• Multiplotocol
Multiplotocolから
からIP
IP only
onlyへ
へ
–
–
–
–
AppleTalk
Netware/IPX
DECnet
SNA
IP onlyネットワーク
onlyネットワーク
• IP onlyネットワークのメリット
onlyネットワークのメリット
– プロトコル干渉によるネットワークオーバヘッドの解消
– 管理コストの削減（バックボーンは
管理コストの削減（バックボーンはIP
IP only
only）
）
– ネットワーク管理者の知識習得コストの軽減
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代表的なリンク・デバイス
IEEE 802.3 Ethernet
• Ethernet
Ethernetの特徴
の特徴
– 通信速度 10Mbps
10Mb -20Mbps
10Mbps20Mb （FullDuplex
20Mbps（
F llD l ）
FullDuplex）
– 多様な接続形態
•
•
•
•
•
•
10BASE-T（UTP 100m）
10BASE100m）
10BASE--2（同軸 150m
10BASE
150m））
10BASE--5（同軸 500m
10BASE
500m））
10BASE--F（光ファイバー
10BASE
（光イバ数Km
Km））
UTPケーブルで配線が楽（
UTP
ケーブルで配線が楽（10BASE
10BASE--T）
普及したおかげでポート単価が激安
– もっとも安定しているネットワーク接続装置
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FDDI
• FDDI
FDDIの特徴
の特徴
– 通信速度 100Mbps
– 冗長構成可能
• DAS
DAS（
（Dual Attachment Station
Station）（回線障害に
）（回線障害に
対応）
• デュアルホーミング（装置障害に対応）
• FFDT
FFDT（（Fullduplex FDDI Technology）
Technology）
– 通信速度
通信速度200Mbps
200Mbps
• FDDI Switch
Switchによる
によるIX
IX
– NSPIXP
NSPIXP-2/JPIX などで利用されていた
FastEthernet
• FastEthernet
FastEthernetの特徴
の特徴
– 通信速度 100Mbps
100Mb -200Mbps
100Mbps200Mb （FullDuplex
200Mbps（
F llD l ）
FullDuplex）
– 10Mbps Ethernetとの接続互換性（
Ethernetとの接続互換性（10/100BASE
10/100BASE-T）
– 100BASE
100BASE-FL
FL（光ファイバー
（光ファイバー数Km
Km））
– 100BASE
100BASE-T（UTP/STP 100m）
100m）
• 相互接続性に一部問題が発生
– AutoNegotiation
AutoNegotiationと
とAutoSense
AutoSenseの非互換性
の非互換性
– 現在はほとんど解決している
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ATM
• ATM
ATMの特徴
の特徴
– 速度 25Mbps,155Mbps
25Mbps
25Mbps,155Mbps（
155Mbps（OC
155Mbps（
OC-3）,622
622 Mbps（
Mbps（OC
OC-12
12）
）
• 光ファイバー SM 40km
40km－
－60Km（
60Km（OC
OC--3/OC
3/OC-12
12））
• UTP 100m
100m（
（OC
OC--3）
– 多重化が容易（マルチメディア・ネットワーク）
– TCP/IP
TCP/IPネットワークとの親和性があまり良くない
ネットワークとの親和性があまり良くない
• LANE
• Classical IP over ATM
• MPOA
MPOA（
（MultiProtocol over ATM）
ATM）
– ネットワーク管理者の作業負担の増大
– 対外接続用の長距離メディアとして普及しつつある
• ATMATM-Ether Bridgeの普及で容易な取り扱いが可能になっ
Bridgeの普及で容易な取り扱いが可能になっ
た
Gigabit Ethernet
• Gigabit Ethernet（
Ethernet（GbE
GbE）の特徴
）の特徴
– 通信速度 1000Mbps
1000Mbps-2000Mbps(FullDuplex)
– Ethernet
Ethernet上位互換（
上位互換（10/100/1000BASE
10/100/1000BASE--TX
TX）
）
• 1000BASE1000BASE-SX
SX（
（MM 220m
220m－
－550m
550m））
• 1000BASE
1000BASE--LX（
LX（SM 550m － 5000m）
5000m）
• 1000BASE
1000BASE--TX（
TX（UTP
UTP（（Cat5E/6
Cat5E/6）
） 100m
100m））
–Q
QoSコントロールや
QoS
コント
コントロールやVLAN
ルやVLANなど最近の技術のほとんど
など最近の技術のほとんど
に対応可能
– 製品によっては冗長構成可能（リダンダントポート）
• FDDI
FDDIの
のDASに相当する機能
DASに相当する機能
– 高速性と
高速性とQoS
QoS、可用性をあわせもつ期待の技術
、可用性をあわせもつ期待の技術
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POS/WDM …
• POS
POS（
（PPP over SONET）
SONET）
– SONET/SDHフレームに直接
SONET/SDHフレームに直接IP
IPをのせる
をのせる
– OC
OC-12
12（（622Mbps
622Mbps）、
）、OC
OC--48
48（（2.4Gbps）、
2.4Gbps）、OC
OC--192
（10Gbps
10Gbps）、
）、OC
OC-768
768（（40Gbps
40Gbps）
）
– キャリア用電話交換機間接続のための通信技術
• WDM
– 光波長多重（
光波長多重（W
光波長多重（Wavelength
W l th Division
Wavelength
Di i i Multiplexing）
Multiplexing
M lti l i ）
– SONET/SDH
SONET/SDHを多重可能
を多重可能
• 16
16波、
波、32
32波、
波、100
100波
波…
– 少ない光ファイバーを有効に活用できる
xDSL
• xDSL
xDSL（（xx Digital Subscriber Line
Line）
）
– 電話線に直接データ通信用信号を混在させる
電話線に直接デタ通信用信号を混在させる
• 電話で利用していない信号周波数帯を利用
– ADSL、
ADSL、HDSL
HDSL、
、SDSL
SDSLなど方式に微妙な違いがある
など方式に微妙な違いがある
– 伝送速度は回線品質（ノイズ、局までの距離など）に
依存する（～1.5Mbps
依存する（～
1.5Mbps、～
、～8Mbps
8Mbps、～
、～20Mbps
20Mbpsなど）
など）
– 既存の電話線を利用できるため普及が容易
• 韓国では数年で爆発的に普及
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光ファイバー
• 光ファイバーも時代とともに変遷している
– シングルモード
• 伝送波長の変化
• 1350nm vs 1500nm
– マルチモード
• コア・クラッド比
– 62.5/125
62 5/125 vs 50/125
• ModalBandwidth
– 160/500 ～ 500/500
• 経過年数と特性をよく考えないといけない
第１回レポート課題
• 問題
無線LAN
無線
LANについて調べる
LANについて調べる。但し、次のキーワードを必ず
について調べる
について調べる。但し、次のキーワードを必ず
但し次のキワドを必ず
含めて説明すること。
WiFi・
WiFi
・IEEE802.11a/b/g/n
WEP・・SSID
WEP
SSID（
（ESSID)
• 提出期限・提出場所
– 6月18
18日
日（金）の
（金）の10:30
10:30まで
まで
– 5101
5101小林研究室に提出
小林研究室に提出
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