1

1.1 コンピュータネットワーク

登場の背景

　学籍番号　　 440 ２０７３　　 氏名　　　　舛田　篤史

2

コンピュータ普及

技術発展

さまざまなところで活躍しているコンピュータ

オフィス、工場、学校，教育機関，研究所、家庭

小型化、高性能化、低価格化、多様化、ネットワーク化

3

コンピュータの多様化

　大型汎用コンピュータ 　スーパーコンピュータ 　ミニコンピュータ 　パーソナルコンピュータ 　ワークステーション 　ノートブックコンピュータ

4

スタンドアロンから ネットワーク利用へ

スタンドアロン（ stand alone ）

※ スタンドアロン　・・・　コンピュータを単独で使用すること

※ ＷＡＮ・・・都市や国を結ぶような広範囲なネットワーク

※ ＬＡＮ・・・フロアや１つの建物など、狭い範囲中でのネットワーク

⇒　コンピュータネットワーク

WAN, LAN の発達 プリンターなどハードの共有 データなどの共有

5

コンピュータ通信から 情報通信環境へ

初期 私的ネットワーク

1980 年代後半 私的ネットワーク間の相互接続

1990 年代 インターネットの普及、世界規

模の情報ネットワークが構築

6

情報ネットワークの役割 人間の神経のような役割

　情報の伝達媒体 身近な情報ネットワーク　

　メーリングリスト・ホームページ　　電子掲示板など用いての情報交換　

7

コンピュータとネットワーク発展の６つの段階

　 4402086 　　山口　幸司　　　　　　　 4402090 　　山

田　浩隆

8

1.2.1 バッチ処理(Batch Processing)

プログラムを一定時間蓄積し、まとめて一括処理する方式。

プログラムはカードやテープに記録する。 とても高価で巨大なものであったので、計算

機センターにだけあり、ユーザがデータを処理するためにはそこまで行く必要があった。

専門のオペレータに処理を依頼しなければならなかった。

１９５０年代

9

１台のコンピュータに複数の端末を接続し、複数ユーザのプログラムを短い時間で切り替えながら処理するため、仮想的なパーソナルコンピュータとして複数ユーザが同時に利用することができた。

インタラクティブ（対話的）な操作が可能になり、初心者用の対話型プログラミング言語BASIC が登場。

コンピュータ同士がつながれたわけではない。

1.2.2 タイムシェアリングシステム (TSS) １９６０

年代

10

1.2.3 コンピュータ間通信 コンピュータ間での瞬時のデータ転送が可能

になった。 データを物理的に輸送する必要が無くなった。 複数コンピュータによる分散処理が可能にな

った。 会社内では部署ごとにコンピュータを導入す

るようになった。

１９７０年代

11

1.2.4 コンピュータネットワークの登場 パケット交換技術により、異なるメーカーの

コンピュータ間での相互通信が研究された。(70 年代初期 )

様々な種類のコンピュータを相互接続できるネットワークが登場 (80 年代 )

ウィンドウシステムが登場し、複数のプログラムを同時に実行できるようになった。

ウィンドウシステムとネットワークが結びついたことにより、ユーザはあちこちのコンピュータ資源を活用できるようになった。

１９８０年代

12

1.2.5 インターネットの普及 ダウンサイジング、マルチベンダ接続といった、異

なるメーカーのコンピュータを相互に接続し、安価にシステムを構築するためにインターネット技術が使われはじめた。

WWW （ World Wide Web ）による情報公開と、そのサービスを受ける web ブラウザ，インターネットメールが企業や一般家庭に急速に普及し始めた。

パーソナルコンピュータは以前は単独（スタンドアロン）で使う個人の道具だったが、現在ではインターネットにアクセスする道具として使う人が多い。

１９９０年代

13

インターネットは別々に発展してきた多くの技術をすべてインターネットに取り込む方向に進んでいる。

もともと電話網の上に構築されていたインターネットだが，立場が逆転し、インターネットの技術を利用した IP網の上に電話やテレビ放送、インターネットが構築されるようになってきている。

インターネットにつながれるものだけがいわゆる｢コンピュータ｣だけではなく、携帯電話、家電製品などがつながれるようになっていき、今後はありとあらゆる物がつながれるようになっていくだろう。

1.2.6 インターネット技術中心の時代 ２０００

年代

14

1.2.7 すべての鍵を握る TCP/IP インターネット技術＝ TCP/IP は様々な通信

技術を１つに統合する応用性がある

15

コンピュータ利用形態の変遷　　　年 　　　　　　　　内　容１９５０年代

バッチ処理の時代

１９６０年代

タイムシェアリングシステムの時代

１９７０年代

コンピュータ間通信の時代

１９８０年代

コンピュータネットワーク

１９９０年代

インターネット、イントラネットの普及

２０００年代

インターネット技術中心の時代

16

1.3 プロトコルとは

学籍番号　４４０２０６２ 氏名　　　　原田　卓郎

17

プロトコルとは （語源） プロトコル（ Protocol ） 「議定書（を作る）、条約などの原案

（を作る）、外交上の儀礼」と言う訳である

最近の新しい辞書ではコンピュータ用語として「通信の手順」と言う訳もある

プロトコルの元々の語源は外交上の国と国の間の「約束ごと」、「外交手続き」

18

プロトコルとは コンピューター同士の間で情報（デー

タやメール、メッセージ等）のやり取りをするために必要な手順や方法に関する取り決めや規則のこと

簡単に言うと、コンピュータの「共通言語」のようなもの

最もよく使われる言語は・・・？

19

TCP/IP

最も広く用いられているネットワークプロトコルの 1 つ

インターネットの標準プロトコルとなっている

メーカー固有のプロトコルでないため、誰でもコンピュータに組み込むことが可能

言語における「英語」的存在

20

コンピュータでのプロトコル

( 具体例） どのような回線を使用して通信を行うか？ どのくらいの速さで通信を行うか？ 受信したデータの内容に誤りがないか判定するに

は？また、誤っていた時の対処方法は？

どちらからデータを送るのか？ 一方通行なのか？ 相手に送信権を譲る時はどうするのか？ 緊急データが出た時の割り込み方法は？ どのような道順でデータを送るのか？ どのような

言葉でデータを送るのか？

21

代表的なプロトコル

22

パケット通信 コンピュータ通信で、送信先のアドレスなどの制

御情報を付加したデータの小さなまとまりのこと データをパケットに分割して送受信する通信方式 データを多数のパケットに分割して送受信 ある 2 地点間の通信に途中の回線が占有されるこ

とがなく、通信回線を効率良く利用できる 経路選択が柔軟に行えるため、一部に障害が出て

も他の回線で代替できる

23

１．４プロトコルの標準化

　情報通信ネットワーク学籍番号　４４０２０９３

氏名　渡辺唯一

24

１．コンピュータ通信の登場から標準化へ 独自にネットワーク製品を作ることでコン

ピュータ通信を実現 IBM 社が SNA を発表したあと、各コンピュー

タメーカーは会社独自のネットワークアーキテクチャを発表しプロトコルを体系化

日立製作所・・・・ HNA

富士通・・・・・・・・ FNA

NEC ・・・・・・・・・・ DINA

25

コンピュータの重要性の増加 コンピュータが小型化され、安価になる

と１つの組織で異なるメーカーのコンピュータが複数導入されるようになる

メーカーが異なっていても互いに通信できるような互換性の必要性が生まれる

ネットワークのオープン化、マルチベンダー化が始まるマルチマベンダー化：ひとつの組織で複数のメーカーからコンピュータを導入すること

26

問題点 プロトコルに互換性が存在しないため、異なるメーカーの製品同士で正しく通信できない

組織内のマルチベンダー化や企業間での情報流通に対応できない

利用者にとっては拡張性に乏しく不便なものであった

例）企業間で電子取引を行うときの電子化された伝票データのやりとり　　　　　　　

27

A社製コンピュータ

B社製コンピュータ

C社製コンピュータ

D社製コンピュータ

×

コンピュータ同士で通信不能

28

２．標準化 1.国際標準化機構の ISO は国際標準とし

て OSI を標準化 大変複雑で大きなシステムであったため、パソコン

に不向きなネットワークプロトコルであると判断され、市場で普及されなかった。

2. 研究機関やコンピュータ業界が中心となって TCP/IP の標準化が推進される

標準化：異なるメーカーの製品同士でも互換性を持って利用できるような規格をつくること

29

A社製コンピュータ

B社製コンピュータ

C社製コンピュータ

D社製コンピュータ

○

コンピュータ同士で通信可能に

30

利点 プロトコルを標準化することによって

ハードウェアや OS の違いを意識することなく、ネットワークに接続されたコンピュータと通信することができ、利用者にとって便利なものになる インターネットの普及につながる

31

1.5前半　プロトコルの階層化

４４０２００２浅野　淳一

32

プロトコルについて通信相手と同じ階層でやり取りすると

きの約束ごと

BA プロトコル

異機種間の相互接続が可能

33

プロトコルの階層化

通信に必要ないくつかの機能を階層に分割

ネットワークプロトコルの単純化

34

エンティティについて

階層ごとの機能を実現する実態のこと

N-1層エンティティ

N層エンティティ

コンピューター

１層エンティティ

・・・・

35

プロトコルの階層化の運用

下位層から上位層にサービスを提供する

Nエンティティ

N-1エンティティ

各階層をつなぎ合わせると通信が可能

36

上位層と下位層の間でのサービスのやり取りの約束ごと

インターフェイスについて

Nエンティティ

N-1エンティティ

インターフェイス

37

プロトコルの階層構造

N層エンティティ

N-1層エンティティ N-1層エンティティ

N層エンティティプロトコル

プロトコル

インターフェイス

コンピューターA

コンピューターB

インターフェイス

・・・・・・・

・・・・・・・

・ ・・・・・・・

・・・・・・・

・

38

階層化の具体例

プロトコル

プロトコル

インターフェイス

インターフェイス

言語層

通信装置層

エンティティ

39

利点

拡張性や柔軟性にとんだシステム構築

欠点責任の分界点の明確化

処理の重くなる処理の重複化

階層化のメリット・デメリット

40

1.5.3,4 OSI参照モデルと 各層の役割

　学籍番号　　 4402011　　 氏名　　　 市橋　拓也

41

OSI参照モデルとは• 通信の機能を７つの階層に

分類したもの• あくまでもモデルなので、

プロトコルの詳細を決めるものではない

42

アプリケーション層（第 7層）

通信に関するアプリケーションに特化している

ファイル転送 (FTP) や、電子メール(SMTP,POP3) 、リモートログイン (telnet)などの通信を実現する

43

プレゼンテーション層（第 6層）

アプリケーションが扱う情報を通信に適した形式にする

逆に、通信で扱う形式をそれぞれのアプリケーションに適した形式にする。

44

セッション層 (第 5層） コネクション（データの流れる論理的な通信路）の確立、切断など、データ転送に関する管理

トランスポート層（第 4層）以下の管理

45

トランスポート層（第 4層）

両端ノード（終端の PC などの機器 ) 間のデータ転送管理と、信頼性の確保

46

ネットワーク層（第 3層） 宛先までデータを届ける役割 データを届けるときの経路を決める アドレスの管理

47

データリンク層（第 2層） 下位の物理層で直接されたノード間で

の通信を可能にする 0,1 の数列を意味のあるかたまり（フ

レーム）に分けて相手に伝える（フレームの生成と受信）

48

物理層（第 1層）

0,1 を電気信号や光信号に変換したり、もどしたりする。

49

まとめ

プロトコルの階層モデルはエンティティ、インタフェース、プロトコルから成り立っている

特に、 OSI参照モデルは 7 つのエンティティから成り立っているモデルである。

50

1.6 OSI参照モデルの通信処理の例

4402067 番 姫島 隆一郎

51

1.6.1 ７階層の通信

OSI の７階層モデルにおける通信の方法・送信側

データを上位層から下位層へ伝える（アプリケーション層 → プレゼンテーション層→…）

・受信側

データを下位層から上位層へ伝える（物理層 → データリンク層 →…）

52

データ ヘッダ → データ ヘッダ

受信側受信したデータをヘッダと上位層へのデータに分離してデータを上位層に渡す

上位層から渡されたデータに自分の階層のプロトコル処理に必要な情報をヘッダとしてつける

送信側

各階層での処理

53

1.6.2 セッション層以上での処理A さんが B さんに向かって「おはようございます」という文章を送る場合

54

アプリケーション層 データを送信する（ A さん） 相手側から送信された情報の分析（ B さん） アプリケーション固有のエラー処理

55

プレゼンテーション層

「ネットワーク全体での表現方式」

「コンピューター固有の表現方式」

送信データ

受信データ

56

セッション層 コネクションを確立するタイミングや、

データを転送するタイミングの管理

57

1.6.3 トランスポート層以下での処理

58

トランスポート層 データを確実に相手に届ける

ネットワーク層ネットワークとネットワークが接続された環境で送信ホストから受信ソフトまでパケットを配達する

データリンク層、物理層通信媒体で接続された機器同士でデータのやり取りをできるようにする

59

1.7 通信方法の種類

学籍番号：４４０００６６鈴木　大介

60

1.7.1-1 　コネクション型 データの送信を開始する前に、送信ホストと受

信ホストの間で回線の接続をする ( コネクション ) 。

ATM 、フレームワーク、 TCP などのプロトコルがある。

長所・・・相手が通信不可能な場合には無駄なパ　 　　　ケットを送らずに済む。

短所・・・毎回通信の前後にコネクションの確立と　 　　　切断の処理を行う必要がある。

61

1.7.1-2 　コネクションレス型 通信相手がいるかどうかの確認をせず、送信者の都合でデータを送信する。

イーサネットや IP,UPD などのプロトコルがある。 長所・・・相手に届かない場合にも通信できる。

　　　 　　　いつでもデータを送信することができる。

短所・・・情報が確かに相手に届くことが保証され 　　　ない。常にデータの受信を確認する必 　　 　　　要がある。

62

1.7.2 通信相手の数による分類 ユニキャスト・・・１対１の通信のこと。電話

に代表 　　　　　　　　される。 キャスト・・・１対特定多数の通信。特定グﾏﾙﾁ

　　　　 　　　　ループ内での通信に用い、電子 　　　　　　　　会議などに利用される。

ド ト・・・１対全員ﾌﾞﾛｰ ｷｬｽ ( ネットワーク内 )の通信｡ 　　　　　　　　データを必要としないパソコンに　 　　　　　　　　も負担がかかってしまう。

63

1.7.3-1 回線交換 各々が複数の通信回線で接続された交換機が

データの中継処理を行う。通信の際は目的のＰＣとの間に回線を接続する ( コネクションの確立 ) 。

一度コネクションが確立されると、切断されるまで回線を占有できる。

交換機間の回線の数だけ同時に通信できるが、回線数より通信希望数が多くなると、切断されるまで待たねばならない。

ＰＣ間の通信速度は全て一定。

64

1.7.3-2 パケット交換 (1) ルーターという交換機によって通信回線が結

ばれる。 ＰＣからパケットが送信され、それをルータ

ーが受け取り、ルーターの中の記憶装置 (バッファ ) に入ってきた順に格納される。そして、先に入ってきたパケットから順番に転送される。従って、回線の接続の手続きは必要ない。

65

1.7.3-2 パケット交換 (2) ＰＣやルーター間には通常 1回線しかなく、

共有利用することになる。ネットワークの混雑状況によって、パケットの到着間隔が早くなったり遅くなったりすることがある。

バッファがあふれるほどのパケットが流れると、パケットが喪失することがある。

66

～補足～ パケット・・・データをパケットという単位で分割し、 　　　　　送信元・宛先アドレスや元のデータ 　　 　　　　　における属性の情報 ( ﾍｯﾀﾞ ) をつけて 　　　　　送ること。

67

1.8 　ネットワークの構成要素

４４０１０３７　小松　俊介

68

接続するためのハードウェア 通信媒体１．同軸ケーブル２．ツイストペアケー

ブル３．光ファイバーケー

ブル

ネットワーク機器１．ネットワークインタフェース

２．リピータ３．ブリッジ４．ルータ５．ゲートウェイ

69

LAN に使われるケーブルの特徴

最大速度 伝道距離 適用 LAN

同軸ケーブル 数 M～数百M ビット /秒

185m～数十km

比較的大規模

ツイストペアケーブル

１００ M ビット /秒 数百m程度 小規模

光ファイバーケーブル 数百M ビット /秒 最大 100km程

度大規模、高速

70

ネットワークインターフェイス

コンピュータをネットワークに接続するための装置

10BASE-T 100BASE-TXのポート（ LANポート）

イーサネットの NIC を拡張スロットに増設 ノートブックタイプの PC の場合は PC カード形式の NIC が利用される

71

リピーター OSI参照モデルの第一層の物理層で　 ネットワークを延長する機器 減衰したデータを増幅・復元して送り出す装置

データリンクレベルでエラーが発生しても、そのままデータは流れる

伝送速度の異なる媒体間を接続することはできない

72

ブリッジ / レイヤ２スイッチ ネットワークをデータリンク層で延長する装置

データリンクのフレームを認識・蓄積し新たなフレームとして送出

フレームをいったん蓄積するため、伝送速度の異なるデータリンクも接続可

アドレスの学習によって転送の可否を判断変換型ブリッジ

データリンク層（第 2層）に位置付けられるのでレイヤ２スイッチと呼ばれる

73

ブリッジ / レイヤ２スイッチ パケットを隣りのセグメントに流すか

どうか判断するものをラーニングブリッジと呼ぶ

異なるデータリンクを中継することができるものを変換ブリッジと呼ぶ

74

ルーター / レイヤ３スイッチ ネットワーク層によってパケットを転送

する装置 異なるデータリンクを相互接続できる ネットワークの負荷を仕切る役割 データリンク層部分のスイッチングと

ネットワーク層部分のルーティングを同時に実現する機器をレイヤ３スイッチと呼ぶ

75

ゲートウェイ プロトコルの変換をする装置 トランスポート層からアプリケーション層までの階層でデータを中継・変換

互いに直接通信できない２つの異なるプロトコルの翻訳作業をする

例としてインターネットの電子メールと、携帯電話の電子メールを交換するサービス

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まとめ リピーターは物理層

ブリッジはデータリンク層

ルーターはネットワーク層

ゲートウェイはトランスポート、セッション、　　プレゼンテーション層、アプリケーション層