データ通信工学 2023年度前期(1年)

今日、やったこと [確認テスト]IPアドレス、サブネットマスク、ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス IPのルーティング 今日のホワイトボード IPのルーティングは 送信時に宛先までの全ルートを決定するわけではない。 途中のルーターでルーティングを繰り返して宛先にたどり着くバケツリレー方式。 IPが考えられたのは1960年代。ケーブルの品質も今とくらべると悪いため、断線の可能性がたかった。断線しても宛先までたどり着くようにバケツリレー方式を採用した。 図　IPのルーティング 各ルーターでルーティングをすることで、次の送信先が決まる。 ここで決まった送信先へパケットを送信するのはイーサネットの仕事。 各区間でのパケットの宛先、送信元は下表のようになる。 イーサネットヘッダ 宛先MACアドレス ルーティングした結果決まる。 よって、ルーティングするたびに変わる。 送信元MACアドレス ルーティングした結果決まる。 よって、ルーティングするたびに変わる。 IPヘッダ 宛先IPアドレス 最終的にたどりつきたい宛先 ルーティングしても変わらない。 送信元IPアドレス このパケットの送信元。 ルーティングしても変わらない。 ルーティング例 教科書のp.24を参考に。この例ではパケット(IPヘッダの宛先IPアドレスには192.168.30.11)がルーターAに到着し、ルーターAのIPがルーティングする際のおはなし。 ルーティングテーブル1行目をチェック 受信パケットのIPヘッダ内の宛先IPアドレス(192.168.30.11)とルーティングテーブル1行目のマスクを使って計算。 この計算はIPアドレスを 　マスクのビットが1のところはそのまま 　マスクのビットが0のところは0に にする。 計算結果と1行目の「あ...

今日、やったこと ネットワークアドレスを求める ブロードキャストアドレスを求める 今日のホワイトボード ネットワークアドレスを求める 前回配ったIPアドレスとサブネットマスクからネットワークアドレスを求める練習問題の解説をしました。 なお、問1、問２は前回解説ずみ。 問３ 図　問３正解例 問４ 図　問４正解例 問５ 図　問５正解例 サブネットマスク サブネットマスクに登場する数字は0、128、192、224、240、248、252、254、255のみ。 図　サブネットマスクのビットパターン サブネットマスクのビット列は先頭から1がつづき、途中から0になる。 　1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 1が並ぶ中に0が入ったり、 　1111 1111 1111 1111 1101 0000 0000 0000 0が並ぶ中に1が入ったり、 　1111 1111 1111 1111 1111 0000 0011 0000 のようになることはない。 ブロードキャストアドレスを求める ネットワークアドレスを求めるときは 　ホストアドレスのビットを0に した。 ブロードキャストアドレスを求める際は 　ホストアドレスのビットを1に する。 [練習問題]ブロードキャストアドレスを求める 練習問題をやってもらいました。ポイントになる箇所だけの解説です。 問2 図　ブロードキャストアドレスを求める　問２正解例 問３ 図　ブロードキャストアドレスを求める　問３正解例 問４ 図　ブロードキャストアドレスを求める　問４正解例 問５ 図　ブロードキャストアドレスを求める　問５正解例 サブネットマスクを省略表記 IPアドレスをサブネットマスクをセットで表記するさい、 　IPアドレス　１９２．１６８．１０．１００ 　サブネットマスク　２５５．２５５．２４８．０ と書くのはめんどくさい。＝＞省略表記方法がある。 　 IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数 図　IPアドレスとサブネットマスクの表記法 この表記法でのネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス、サブネットマスクを求める練習問題をやってもらいました。 次回は IPアドレス、サブネットマスク、ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレスのテストをします。  

今日、やったこと IPのやくわり IPアドレス 今日のホワイトボード IPの役割 IPは宛先にパケットを届けるための経路を決めるのが仕事。 経路制御やルーティングと呼ぶ。 IPのルーティングは送信時に宛先までの全経路を決定するわけではなく、1ステップずつ経路を決めて進んでいくスタイル。 図　IPの役割 IPがルーティングして、次に送る宛先が決まる。 イーサネットはIPから指示を受けた宛先にパケットを送信する。 IPヘッダの宛先には、最終的にたどり着きたい宛先情報が書き込まれる。 イーサネットヘッダの宛先には、IPのルーティングによって決まった次の宛先情報が書き込まれる。 MACアドレスとIPアドレスの違い 図　MACアドレスとIPアドレス IPアドレスにも1アドレスに2つの情報（ネットワークアドレスとホストアドレス）が含まれるが、その切れ目が可変。 IPアドレスの切れ目 前半がネットワークアドレス、後半はホストアドレス。 その切れ目は可変。切れ目を決めるのがサブネットマスク。 図　ネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目 IPアドレスとサブネットマスクはセットで扱われる。 IPアドレスとサブネットマスクからネットワークアドレスを求める 練習問題をやりました。 問１ これは簡単。 サブネットマスクが255.255.0.0なので、2バイト目と3バイト目の間が切れ目。 前半2バイトがネットワークアドレス、後半2バイトがホストアドレス。 図　ネットワークアドレスを求める　問１ 問２ サブネットマスクが255.255.248.0なので、3バイト目の途中に切れ目がある。 よって、サブネットマスク、IPアドレスともに3バイト目を8ビット2進数へ変換する。 サブネットマスクのビットが1のところ（3バイト目先頭から5ビット目まで）がネットワークアドレス、ビットが0のところがホストアドレス(3バイト目先頭から6ビット名以降）。 図　ネットワークアドレスを求める　問２ 次回は ネットワークアドレスを求めるの解説とIPアドレスの続きです。  

今日、やったこと CSMA/CD イーサネットの規格 今日のホワイトボード イーサネットは複数のPCで1本のケーブルを共有する 通常、PCどうしで通信するにはPCとPCを1本のケーブルで接続する。 2台のPCなら1本、3台のPCなら3本、4台のPCなら6本とPCの台数が増えると、ケーブルも爆発的に増える。ケーブル数が増えると、コスト、ケーブルの収容が馬鹿にならない。 イーサネットでは複数のPCで1本のケーブルを共有することでこの問題に対応した。 が、共有するには、 同時に送信しないためのアクセス制御 衝突が起きた際のリカバリ方法 を決めておく必要がある。これがCSMA/CD。 図　ケーブルを共有=>アクセス制御が必要 なお、データ送信中に衝突が発生すると受信データがおかしくなる。これで衝突発生がわかる。 図　衝突発生時のデータの波形 CSMA/CD パケット送信時に衝突が起きないためのアクセス制御と、送信中に衝突が発生した際のリカバリ手順を決めたもの。 図　CSMA/CD イーサネットの規格 イーサネットでは、ハードウェアの規格をいろいろと決めている。 規格名から 最大伝送速度 ケーブルの種類 がわかる。 図　イーサネットの規格名の命名規則 次回は いままのまとめ（イーサネット）テストをします。 なお、持ち込みは不可です。  

今日、やったこと MACアドレス イーサネットヘッダの宛先MACアドレス、送信元MACアドレス 今日のホワイトボード MACアドレス MACアドレスはイーサネットでコンピュータやネットワーク機器を識別するために使う情報。 PCやネットワーク機器のネットワークケーブルを接続する部品（NIC）に書き込まれている。 データ長は48ビット（6バイト）で、1バイトずつ16進数に変換し、:(コロン)区切りで表記する。 図　MACアドレス MACアドレスの前半3バイトにはベンダー識別子（どのメーカーが作った）、後半3バイトはベンダ内での管理番号（何番目に作った）。よって１つのMACアドレスでどのメーカーが何番目に作ったかが分かるようになっている。 図　MACアドレスの中身 イーサネットヘッダの宛先、送信元 イーサネットヘッダの 宛先MACアドレスにはこのパケットを送り出すPCやルーターのMACアドレス 宛先MACアドレスにはIPが決めた宛先のMACアドレス が書き込まれる。 図　イーサネットヘッダの宛先MACアドレス、送信元MACアドレス 次回は テストはまだしません。  

今日、やったこと パケットとは パケットの通信経路 プロトコルとは 階層化されたプロトコル 今日のホワイトボード パケットとは スマホやPCでの通信はデータを下図のパケットにして送受信している。 図　パケット パケットの通信経路 PCやスマホの通信は網の目状のネットワーク上をパケットが送受信されている。 宛先までの経路は送信時に決定するわけではなく、ネットワーク上のルーター(ネットワーク機器の一つ)が次にどこに送るかを決めて、宛先にたどり着く。 パケットはバケツリレー式に運ばれていく。 図　パケットの経路決定 プロトコル ルーターが経路を決めるためには、パケットの宛先が必要。 パケット中のどの位置に宛先を書きこむかを決めておく必要がある。 通信のためのルールが必要。 通信の手順（ルールも含めて）をプロトコル と呼び、通信の用途別にいろいろなプロトコルが存在している。 図　プロトコル＝通信手順 階層化されたプロトコル たくさんのプロトコルを利用者よりを上位に、ハードウェアよりを下位に並べると、下図のような階層構造になる。 図　階層化されたプロトコル パケット送受信とプロトコル 通信は送信側でデータが発生した時点から始まり、データを受信、処理をして完了。 送信側、受信側のパケット処理の流れは下図のようになる。 図　プロトコル階層とパケット送受信 次回は テストはしません。 イーサネットの話をします。