コンピュータをはじめとする複数の電子機器が相互に情報をやり取り出来る状態。
1つの建物や敷地内で構築されている様なネットワーク。
複数の建物や敷地に渡って構築されている様なネットワーク。
大学が複数のキャンパスのLANを繋いで管理していたり、
会社が、本社、各支店や工場などのLANを繋いで管理していたり、といった状態。
ネットワーク上の電子機器が相互に情報をやり取りする為に決められた仕様や手順。お約束事。
インターネットにおいては、
基本的なデータ転送部分のICP/IP、WebページのHTTP、
メールのSMTPやPOPなど、たくさんのお約束事によって成り立っている。
メールにおいて使われる基本的なプロトコル。 よく、SMTPは送信、POPは受信、と説明されるが、これはクライアントから見た視点。 送信者のクライアント→送信者のサーバ→受信者のサーバとメールを転送するなら、SMTPだけで出来る。 受信者のサーバから受信者のクライアントへは、誰でも出来ると非常に困るので、 パスワードの必要なPOPが使われる。 誰でも送信出来るが受け取るのは受信者だけ、という、現実のメールに即したシステムになっている。 しかし、誰でも送信出来る事が問題になって来たので、 よりセキュリティの高いプロトコルが登場している。
ネットワーク上の機能(サービス)を提供(サーブ)するためのソフトウェア。
また、そのソフトウェアが動いているハードウェア。
一般的には、機能別にメールサーバ、ファイルサーバ、データベースサーバなどと言うが、
時と場合によっては、プロトコル名(SMTPサーバ、POPサーバ、など)で言ったり、
特定のソフトウェアの名前(Linuxサーバ、Windowsサーバなど)で言ったりもする。
因みに、マスコミやライター系は「サーバー」と語尾を伸ばし、
エンジニア系は「サーバ」と伸ばさずに表記、発音する傾向が有り
(時々表記を変えるソフトウェアメーカも有る)、
オタク系は時に「鯖」(管理者は「鯖缶」。確かに缶詰になる。)と言ったりする。
ネットワーク上の機能を提供される側のソフトウェア。
また、そのソフトウェアが動いているハードウェア。
例えば、ブラウザは基本としてWebサーバ上のhtmlファイルを読み込んで
Webページとして表示するソフトウェアであり、
メールソフトは、メールサーバとやり取りしてメールを送受信するソフトウェアである。
数有るネットワーク方式の内、TCP/IPと呼ぶプロトコルを使用して情報をやり取りするもの。
複数のサーバがお互いに連携し様々な機能を提供し合うという性質を持つ。
インターネットで各々の電子機器間のデータの転送の際に行われている方式。
転送するデータを一定の大きさに分割し、
各々に宛先や、データに必要なプロトコル(SMTPとか、HTTPとか)、
終点で組み立てる順番などを記したヘッダ(荷札の様な役割のもの)を付けて送信する。
この分割されたものをパケットと呼ぶ。
従来の電話などの回線交換方式では一つの通話で一本の回線を占有してしまうが、
パケット交換方式では、一本の回線で、AさんからBさんへのメール、C社からDさんへのWebページ、
といった様々なパケットを混ぜて並べて送信する事が出来、
時には転送中での経路の迂回や再送も可能だったりする事で、「話し中」が起き難く、
速度は落ちるがとりあえずは相手に届く確率が高い為、有事や災害時に強い。
そもそもインターネット自体が、サーバの分散処理方式を含め、
戦時対策として研究が始まっている経緯が有る。
インターネットにおいて、相互に情報をやり取りするために各電子機器に割り当てられる個別の番号。
グローバルIPとプライベートIP、ネットワーク部とホスト部、v4とv6、などなど、詳細は別項を参照。
IPアドレスは数字ばかりで人間には良く判らなくて面倒臭いので、
人間にも一目で判る様に表記したもの。
社会的な組織の単位で命名する。全てのIPアドレスにドメインが1つずつ有る訳では無く、
また、1つのIPアドレスに複数のドメインが登録されている場合も有る。
ドットによって幾つかに区切られており、右側から左側に行くに従って範囲が狭められる。
例えば、「hogehoge.ac.jp」ならば、日本の、大学機関である、ほげほげ大学、となる。
社会的な組織単位であるドメインを必要に応じて内側で更に分けて使いたい場合に使う。
例えば、ほげほげ大学が「hogehoge.ac.jp」のドメインを持つ場合、
「ほげほげ大学情報学部」を内側で更に切り分けたいならば、
学部の部分をサブドメインとして「joho.hogehoge.ac.jp」という風に使う。
日本の、大学機関である、ほげほげ大学、の中の情報学部、という意味合いになる。
1つのドメインやサブドメインの内側で、
提供する機能やハードウェアなどによって更に区別したい場合に、サーバに付ける名前。
サーバ名と言ったりもする。
ねばならぬという規則は無いが、慣例的に、
Webサーバに「www」と名付けたり、メールサーバに「mail」と名付けたり、
複数有る場合は「www1」「www2」や「m1」「m2」などと名付けたりする。
小規模な組織では、ドメイン名がそのままホスト名になる場合も有る。
また、「www」単独で無く「www.(サブドメイン.)ドメイン名」全体をまとめてホスト名ともするが、
それはドメイン名では無い。
人間が指定したドメイン名やサブドメイン名、ホスト名をIPアドレスに変換してくれる機能。
基本的には、
ドメイン名やサブドメイン名を、右側から順に管理するDNSサーバを問い合わせ(盥回し?)る事で、
最終的に目的のIPアドレスのネットワーク部に変換してそのドメイン、サブドメインに辿り着き、
そのドメイン、サブドメインが持つDNSサーバでホスト名を目的のIPアドレスのホスト部に、変換する。
ドメイン名をIPアドレスに変換することを正引き、その逆を逆引きと言う。
逆引きは正引きと組み合わせて送信者の信頼性を確認する為に使われたりするが、
原則として一つのIPアドレスで複数のドメイン名を逆引き出来ないので、
バーチャルドメインの場合は、不都合が起きる場合も有る。
ホスト名は、DNSとは別に設定する機能も有る。
直訳すると「完全に修飾されたドメイン名」。
ホスト名、サブドメイン名、ドメイン名をつなげてサーバを表記したもの。
修飾されているドメイン名であって、ドメイン名そのものでは無い。
基本形は、
「(ホスト名.)(サブドメイン名.)ドメイン名」
ほげほげ大学情報学部のWebサーバの名前が「www」ならば、そのサーバは、例えば、
「www.joho.hogehoge.ac.jp」
という風になる。
インターネット上のリソース(ファイル)の場所を、
コンピュータ内の実際の場所では無く、ネットワークから各プロトコルで参照出来る形で示す記述法。
基本形は、
「参照する為のプロトコル名://(ホスト名.)(サブドメイン名.)ドメイン名/(ディレクトリ名/)(ファイル名)」
ほげほげ大学情報学部のWebサーバの同窓会のディレクトリに有るWebページにアクセスするなら、例えば、
「https://www.joho.hogehoge.ac.jp/dousoukai/index.html」
という風になる。
「OSI参照モデル」は、
OSIで規定した、サーバや端末間の通信規約(プロトコル)の階層化モデル。
世の中には数多くのネットワーク方式が有るが、
異なる方式のネットワークを接続するために、
それぞれについてお互いに方式の変換をサポートするのは非常に複雑で面倒なので、
それぞれがOSIモデルへの変換をサポートすることで相互変換を容易にする事を目的としている。
また、プロトコルを7つの階層に分け、各々の層が上位の層に提供するサービス機能を保証する。
保証する、というのは、例えば、
高速道路を自動車で走る場合、車検に通った自動車ならば、
どんなに車の構造がハイテクであろうがローテクであろうが、道路の構造がどうであろうが、
ハンドルを右に廻せば右に曲がり、ブレーキを踏めば減速する、
同様に、回線が光だろうがADSLだろうが、
WebPageを見たりメールを読んだりすること自体で意識する必要は無い、
みたいなことです。
OSI参照モデルとTCP/IPの関係
OSI | インターネット(TCP/IP) | |
---|---|---|
第7層/応用層 アプリケーション層とも言う。 各種業務に応じた通信機能を実現する。 |
アプリケーション層 | |
データの表現方法などに関する仕様。 内容は関知しない。 |
||
第5層/セション層 応答の方法など。 電話で言うなら、「もしもし」「はいはい」。 |
||
第4層/トランスポート層 データ転送の仕様。 |
TCP層 通信ソフトを特定するポート番号やパケットの順序の制御などを行う。 |
|
第3層/ネットワーク層 ネットワークとしてのサーバや端末との接続。 |
IP層 IPアドレスによってネットワークに接続しているパソコンを特定する。 |
|
第2層/データリンク層 マシンとしてのサーバや端末との接続。 伝送制御手順はここ。 この層はさらに、 LLCとMACのサブレイヤに分れる。 ネットワークのアクセス方式は、MACにあたる。 |
|
|
|
Ethernet層 MACアドレスを含むEthernetアドレスによってネットワークカード同士が通信出来る様にする。 |
|
第1層/物理層 電気的、物理的な仕様。 モデムの変復調機能やケーブルの仕様はここ。 |
LLC=logical link control/論理リンク制御
MAC=media access control/媒体アクセス制御
IEEE802.3規格に準拠したCSMA/CD方式のバス型LAN。ベースバンド伝送方式。
OSI参照モデルの第1層~第2層、インターネットではEthernet層に位置する。
ちなみに、大雑把に言えば、CSMA/CD方式とは、
基本は「通信は、全ての端末に一斉送信して目的の端末だけが受け取る」が、
「送信してみて、もし別の端末からの送信と衝突して相手に届かなかったら振ったサイコロの目の数だけ少しだけ待って
(衝突相手と同じだけ待っても意味が無い)、
もう一度送信してみる」という、結構アバウトな、でも堅実な方式。
端末の数が多いと非常に効率が悪い。
インターネットではスイッチングハブが交通整理をしてくれるので、
ブロードキャストの時くらいしか使わない。
ベースバンド伝送方式とは、電圧の高低や電流の正負などによってデジタルデータを伝送する方式。
PC PC PC PC I I I I +-----+-----+-----+-----
ネットワークカードなど通信用ハードウェアが生まれながらに持っている(出荷時に、既にROMに書き込まれている)個体の識別符号。
メーカを識別する為の24ビットと個々の製品を識別する為の24ビット、計48ビットからなる。
最終的にデータを送受信する時は、このアドレスを使う。
MACは、前出のMAC(media access control/媒体アクセス制御)のことである。
全世界に同じ番号は2つと存在しないため、このアドレスを利用してセキュリティを高めることも出来るが、
裏技でこのアドレスを強制的に変更することも出来てしまうので、過信は出来ない。
TCP/IPのネットワークで通信する為に割り振られるネットワーク上の識別符号。
現在は32ビット(IPv4/IP version4)だが、
128ビットへの拡張計画(IPv6/IP version6)が進んでいる。
IP(internet protocol)は、
OSI参照モデルの第2層の上位サブレイヤLLC(論理リンク制御)と、第3層であるネットワーク層、
インターネットのIP層に位置する。
IPアドレスは、ネットワークを識別するネットワーク部と、
そのネットワークに属する各端末を識別するホスト部に分かれており、
ネットワーク部とホスト部のビット数の割合によってAクラスからEクラスまで分類される。
クラス分けは、乱暴に言えば、10桁の電話番号のうちの市外局番を考えると判りやすい。
一般的には市外局番は4桁で以降6桁で電話を識別するが、
大都市は電話の数が多い為に市外局番は2桁で、以降8桁で電話を識別している。
逆に過疎地では、市外局番が6桁だったりする。
電話では、同じ市外局番内では市外局番を省略出来るが
相手の市外局番が違う時は市外局番を付け、局で廻してもらう必要が有る。
インターネットの場合は、ネットワーク部の省略は出来ないが、
同じネットワーク部内ならルータ無しで通信が可能である。
何処までがネットワーク部か、を示すものが、サブネットマスクである。
サブネットマスクでは、必要に応じて、クラス以上に細かく
ネットワーク部とホスト部を分ける事も出来る
(サブネットワークと言うが、厳密に書くと面倒臭いので略)。
ホスト部が全て0のものをネットワークアドレスといい、そのネットワーク自体を示す。
ホスト部が全て1のものをブロードキャストアドレスといい、
特定の端末ではなく一斉送信をしたい時に使用する。
その為、この2つのIPアドレスは、特定の端末に使用出来ない。
詳しくは、このコーナーの「IPアドレス」のページを。
「ポート」自体は、コンピュータの世界ではかなり古くから良く使われている言葉で、
港(ポート)の埠頭から船が出入りするイメージから、データの出入り口の意味を持つ。
この場合は、インターネットで使用するサービス別のデータの入出力のための埠頭の番号。
20、21番はFTP、25番はSMTP、80番はHTTP、110番はPOP3、と言う風に、
サービスによって使うポートが一応決められており、対応するソフトウェアにつながっている。
相互の通信は「IPアドレス+ポート番号」同士で行われる。
Webブラウザを2つ開くなどした場合は、片方は80番を使用するが、
もう片方は、1025番以上のポートが使用される。
パケット通信方式において、送信するデータを一定の大きさに分割したもの。 各パケットには、差出人や宛先、分割した順番などの情報が書かれたヘッダが付く。 一つの回線に複数の通信を混在させて送信する事が可能な為、 アナログ音声電話の様に1つの通信が1つの回線を独占することなく、 災害時にも「とりあえずつながる」ネットワークが実現している。
PC(A) PC(B) PC(C) PC(D) 172.16.1.1 172.16.1.2 172.16.1.3 172.16.1.4 I I I I +------------+------------+------------+----------+-- I I 172.16.1.254 Router 192.168.1.254 PC(W) PC(X) PC(Y) PC(Z) | 192.168.1.1 192.168.1.2 192.168.1.3 192.168.1.4 | I I I I | +------------+------------+------------+----------+--
PC(A)がPC(X)へtelnetしたいとする。
PC(A)のIPアドレスは、172.16.1.1 とする。
DNSサーバでドメイン名からXのIPアドレスを正引きし、
PC(X)のIPアドレスは 192.168.1.2 と判明している。
IPアドレスで、ネットワーク上の相手の番地は判ったが、
実際にネットワークカードでデータを受け取らせるには相手のMACアドレスが必要になるので、
ブロードキャスト(一斉にそのLAN内のPCに送信すること)で、手当たり次第に聞く。
(一度聞くと、覚えている)
A:「お~い、IPアドレス 192.168.1.2 さ~ん、聞こえていますか~。
あなたにtelnetしたいんだけど、MACアドレスは何ですか~」(ブロードキャスト 172,16,255.255)
B,C,D:「俺たちじゃないから、無視しよう」
ルータ:「このLANには、そのIPアドレスの人はいないから、直接は送信出来ないよ」
ルータ:「でも、俺はそいつのMACアドレスを知っているから、まず俺に送信しなよ。」
ルータ:「俺のMACアドレスは~~~~~~だよ。」
A:「では、頼んだよ」
Aは、ポート番号、自分と相手のIPアドレス、ルータのMACアドレス(とりあえずの送信先)、
などなどの荷札(ヘッダ)を付け、送信する。
ルータは、届いた荷物の荷札のMACアドレスをXのものに置き換え、Xへ送信する。
X:「お、荷物が届いたぞ」
X:「宛先MACアドレスは俺のものだ、間違いない」
X:「差出IPアドレスは 172.16.1.1 か」
X:「宛先IPアドレスも俺のものだ、間違いない」
X:「ポート番号は23番だ、telnetだな。」
(以降、略)
注:部分的にいい加減です。
1つのLANのデータ伝送路の延長装置。電気信号を増幅し他方へ中継する。
電気信号はある程度の距離以上になると弱くなってしまい、使えなくなるので、必要となる。
OSI参照モデルの第1層である物理層に位置する。
単純にデータを流すだけでプロトコルの変換は一切しない。
スター型LANで、回線を分岐させるために使用するマルチポート(ソケットが複数有る)リピータ。
Hubの元の意味は、自転車の車軸。
HubからさらにHubへ接続することをカスケード接続と言い、Hub4台までつなげることが出来る。
PC---+ +---PC PC---+ +---PC I I I I PC---Hub---------------Hub--------------- I I I I PC---+ +---PC PC---+ +---PC
宛先情報により、該当する方向のみに送信するハブ。
例えば第一教室から第三教室まで各40台ずつ端末が有る時、宛先が第三教室と判っているなら、第三教室にだけそのデータを流す、
という様な事が出来る。
インターネット(TCP/IP)の場合、Ethernet層で中継するもの(Ethernetアドレスで判断する)と、
IP層で中継するもの(IPアドレスで判断する)が有る。
あくまでもリピータなので、プロトコルの変換はしない。
PC---+ +---PC I I PC---Hub---------------+ I I I PC---+ +---PC I I Switching Hub------------------ I PC---+ +---PC I I I I PC---Hub---------------+ I I PC---+ +---PC
1台のハブのソケットが不足した時に増設してソケットの数を増やす事が出来る様になっているハブ。
ハブは送信元から送信先までの間に4個以上有ってはならないという制約があるため、
ハブ自体の数を増やす事が出来ない時に使用する。
専用ケーブルで接続することで、2つのHUBを1台の様に使うことが出来る。
PC---+ +---PC PC---+ +---PC I I I I PC---Hub====専用ケーブル====Hub------------------ I I I I PC---+ +---PC PC---+ +---PC
2つのLANをつなげるためのLAN間接続用装置のひとつ。
OSI参照モデルの第2層であるデータリンク層に位置し、
変換ブリッジは、これより以下の層のプロトコルの差異を見えなくする。
MAC(媒体アクセス制御)を利用する。
ブリッジにより、これより上位の層に位置するネットワークのアドレスからみれば、
1つのネットワークである様に扱える。
最近は、ブリッジの機能を持つスイッチングハブが存在するため、区分けが曖昧になっている。
PC PC PC PC +------+ I I I I I I +-----+-----+-----+----------Bridge I I I FDDI PC----+ PC----+ I I I I I I PC---Hub--------Hub----------Bridge I I I I I PC----+ PC----+ I I +------+
2つのネットワークをつなげるためのLAN間接続用装置のひとつ。
OSI参照モデルの第3層であるネットワーク層に位置し、
これより以下の層のプロトコルの差異を見えなくする。
ネットワークのアドレス(TCP/IPの場合は、IPアドレス)を利用し、
最も適した経路を選択し、余計なデータが無関係なLANに流れない様にするルーティング機能を持つ。
ルータにより接続された2つのネットワークは、別のものとして扱われるが、
データは、自由に往き来が可能となる。
PC PC PC PC +------+ I I I I I I +-----+-----+-----+----------Bridge I I I FDDI PC----+ PC----+ I I I I I I PC---Hub--------Hub----------Bridge Router----- Internet I I I I PC----+ PC----+ I I +------+
ルータにおいて、インターネットの1つのグローバルIPアドレスに対し、 LAN内の複数のプライベートIPアドレスを切り替えて使えるようにする機能。 ただし、1つのプライベートIPアドレスの端末がそのグローバルIPアドレスを使っている時は、 他のプライベートIPアドレスの端末は使用出来ない。
ルータにおいて、インターネットの1つのグローバルIPアドレスに対し、
LAN内の複数のプライベートIPアドレスを使えるようにする機能。
「グローバルIPアドレス+1025番以上のポート番号」を、
「LAN内のプライベートIPアドレス+ポート番号」毎に割り振り、
複数のプライベートIPアドレスの端末を区別することで、
複数の端末が同時にグローバルIPアドレスを使うことが出来る。
ただし、ポートを多く開くことになるので、セキュリティに注意しなければならない。
LAN間接続用装置のひとつ。
OSI参照モデルなどの全ての層のプロトコル変換を行なう事が基本だが、
OSI参照モデルの第1層である物理層から第4層であるトランスポート層以上までの変換を行なう機能が有れば、
ゲートウェイと呼ぶ。