コンピュータ・ネットワーク(1)
| 投稿日: | |
|---|---|
| タグ: |
目次
本稿はコンピュータネットワークの基礎についてメモである。現代でネットワークといった場合、暗黙的にコンピュータネットワークを指すことが多い。ネットワークとはいくつかのノード(例えばマシン)間が接続されてできる通信網のことである。
あるマシン間で行う通信は次のような階層モデルで表される。
| アプリケーション層 |
| トランスポート層 |
| ネットワーク層 |
| データリンク層 |
| 物理層 |
通信形態
通信には次の4つの形態がある。
- ユニキャスト
- 1対1の通信のこと。
- マルチキャスト
- 1対多の通信のこと。
- エニーキャスト
- ある集合に属する1つのものとの通信のこと。
- ブロードキャスト
- 同じネットワーク上の全てのものとの通信のこと(1対不特定多数)。
ネットワーク階層モデル
ネットワークを表すための階層モデルには、次のようなモデルがある。
| アプリケーション層 | アプリケーション層 | アプリケーション層 |
| プレゼンテーション層 | ||
| セッション層 | ||
| トランスポート層 | トランスポート層 | トランスポート層 |
| ネットワーク層 | ネットワーク層 | ネットワーク層 |
| 物理層 | データリンク層 | データリンク層 |
| 物理層 | 物理層 | |
| 4階層TCP/IPモデル | 5階層TCP/IPモデル | OSI参照モデル |
|---|
5階層TCP/IPモデル
5階層TCP/IPモデルの最上位のアプリケーション層は、それぞれユーザに対して、メールやWEBページの配信などさまざまな機能を提供する。そして、それから下位に行くほどユーザが認知しないベーシックな通信を扱う。
最上位のアプリケーション層を除く各層は、基本的にそれぞれ次の3つの要素からなる。
- サービス
- 上のレイヤのエンティティ(通信するもの)に提供する機能。
- インタフェース
- サービスを受けるためのアクセス方法。
- プロトコル
- 通信規約のこと。送信側と受信側が同じプロトコルを使用することで通信が成り立つ。例えばアプリケーション層でWEBページの配信を行う場合、送信者と受信者が共にHTTPに従う。
各層の要素についての説明は次の通りである。
| レイヤ名 | サービス | インタフェース | 代表的なプロトコルや技術 | |
|---|---|---|---|---|
| データ単位 | アドレス | |||
| アプリケーション層 | HTTP, SMTP, POP3 | |||
| トランスポート層 | プロセスがサービスを行ったりそれを受けたりするための通信を可能にする。そしてそのためにフロー制御や輻輳制御、誤り訂正などを行う。 | ソケット | ポート番号 | TCP, UDP |
| ネットワーク層 | 物理的なネットワークを跨いで全てのノード間の通信を可能にする。 | パケット | 論理アドレス | IP, ICMP |
| データリンク層 |
|
フレーム | 物理アドレス | ARP, PPP, IEEE802.11 |
| 物理層 | 有線や無線、衛生などを使って物理的に通信を可能にする。 | ビット | なし(ブロードキャスト) | 光ケーブル, ツイストペアケーブル, 10Base-T |
| 物理ネットワーク(MAC) | 仮想ネットワーク(IP) | |
|---|---|---|
| 接続 | 物理層 | ネットワーク層 |
| 制御 | データリンク層 | トランスポート層 |
標準化
ネットワークを構成する技術や仕様は、いくつかの団体によって標準化が勧められている。
- IETF(Internet Engineering Task Force)
- インターネット技術の国際標準化をすすめる団体。インターネットで利用される多くのプロトコルはRFC(Request For Comments)というもので技術仕様が公開されている。
例)
RFC 959 アプリケーション層のFTPの仕様 RFC 2616 アプリケーション層のHTTP/1.1の仕様 - IEEE(the Institute of Electrical and Electionics Engineers, inc)
- アメリカに本部を持つ電気・電子技術学会。読み方はアイトリプルイー。通信工学・電子工学・情報工学などの分野を対象とし、標準化の活動を行なっている。
例)
IEEE 754 浮動小数点の表記や演算に関する標準規格。 IEEE 802.3 有線LANに関する標準規格。 IEEE 802.11 無線LANに関する標準規格 - ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)
- IANA(Internet Assigned Number Authority)
- インターネット上で利用されるアドレス資源の標準化や割り当てを行う団体。ICANNはIANAの後継にあたる。アドレス資源には、ポート番号やIPアドレス、ドメイン名などがある。