データ通信工学 2024年度前期(1年)

今日、やったこと ルーティングテーブル作成 [確認テスト]ルーティングテーブル作成1 今日のホワイトボード ルーティングテーブル作成 サンプル2 ルーターが2つに増えました。 ルーター1のルーティングテーブル ポイントは直接接続されていない右下の赤いネットワーク(30.30.30.0/24)。 授業でも繰り返しましたが「 直接接続されていて　かつ　宛先に近いルーターへ送信 」です。 右下の赤いネットワークに行くには、ルーター1のポート2(20.20.20.1)からルーター2のポート1(20.20.20.254)へ送信し、あとはルーター2にお任せです。 図　ルーティングテーブル作成 サンプル2 ルーター1の場合 ルーター2のルーティングテーブル ルーター1と同じように、左上の青いネットワーク(10.10.10.0/24)へは、「直接接続されていて　かつ　近いルーター」はルーター1のポート2です。 図　ルーティングテーブル作成 サンプル2 ルーター2の場合 ルーティングテーブル作成　演習2 ルーターが3つに増えました。 が、ルーター2つの時と同じで、直接つながっていないネットワークには「直接接続されていて　かつ　宛先に近いルーターへ送信」です。 ルーター1のルーティングテーブル ポイントは右下の青いネットワーク(172.16.14.0/24)。「直接接続されていて　かつ　宛先に近いルーター」はルーター2のポート1(172.16.100.254)。 ①ルーター1はルーター2へ送信 ②ルーター2はルーター3へ送信 ③ルーター3は宛先へ送信 とバケツリレーで宛先にたどり着く。 図　ルーティングテーブル作成 演習2 ルーター1の場合 ルーター2のルーティングテーブル ポイントは左側の青いネットワーク(172.16.10.0/24)、赤いネットワーク(172.16.11.0/24)と右下の青いネットワーク(172.16.14.0/24)。 左側の青いネットワーク(172.16.10.0/24)と赤いネットワーク(172.16.11.0/24)に「直接接続されていて　かつ　宛先に近いルーター」はルーター1のポート1。 右下の青いネットワーク(172.16.14.0/24)に「直接接続されていて　かつ　宛先に近いルーター」はルーター3のポート1。 図　ルーティングテーブル作成 演習2...

今日、やったこと [確認テスト]ルーティングテーブルから経路をたどる ルーティングテーブルを作る 今日のホワイトボード [ルーティングテーブルを作る]ルーティングポリシー ネットワーク内の各PCやネットワーク機器がパケットのやり取りができればどんなルーティングテーブルでもOKですが、やはりポリシーをあらかじめ決めておいたほうがルーティングテーブルは作りやすい。 そこで、この授業では以下のポリシーでルーティングします。 図　ルーティングポリシー ルーターの「異ネットワーク」あてが”ケースバイケース”になっていますが、これはネットワークの速度や距離を考慮して経路を決めることが多いです。 [ルーティングテーブルを作る]サンプル1 PCの場合(同じネットワークあて) 同じネットワーク=ネットワークアドレスが同じ。 よって、ルーティングテーブルの あて先は10.11.12.0 マスクは255.255.255.0 になる。 直接送信なので、ゲートウェイは”リンク上”。 PCの場合(異ネットワークあて) このネットワーク図ではホストAから見た異なるネットワークは10.11.13.0/24のみ。 しかし、将来的にネットワークが増えるかもしれないを考慮して あて先は0.0.0.0 マスクは0.0.0.0 にする。 この組み合わせは同一ネットワークあて以外はすべてヒットする。 図　ホストAのルーティングテーブル 図　ホストBのルーティングテーブル ルーターの場合 ルーターには異ネットワークあてのパケットが送られる。 ルーターは接続している2つのネットワーク間の行き来ができるようにしてあげればOK。 ...

今日、やったこと [確認テスト]IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数 [練習問題]IPのルーティング 今日のホワイトボード 前回からIPのルーティングの練習問題をやっています。 [練習問題]IPのルーティング１　ホストAからホストBへ送信 ルーティングテーブルはケース2を利用。 1.ホストAのIPがルーティング 図　[ホストA->ホストB]ホストAのIPがルーティング 2.ルーター1のIPがルーティング ※ホワイトボードには”ルーターAのIPがルーティング”と書きましたが、正しくは”ルーター1のIPがルーティング”です。 図　[ホストA->ホストB]ルーター1のIPがルーティング 3.ルーター4のIPがルーティング 図　[ホストA->ホストB]ルーター4のIPがルーティング 4.ルーター3のIPがルーティング 図　[ホストA->ホストB]ルーター3のIPがルーティング [練習問題]IPのルーティング2　ホストAからホストBへ送信 ルーティングテーブルは「その１」を利用。 図　ホストAからホストBへ送信 (ルーティングテーブルは”その１”利用) [練習問題]IPのルーティング2　ホストAからホストBへ送信 ルーティングテーブルは「その２」を利用。 図　ホストAからホストBへ送信(ルーティングテーブルは”その２”利用) [練習問題]IPのルーティング2　ホストCからホストAへ送信 ルーティングテーブルは「その２」を利用。 図　ホストＣからホストＡへ送信（ルーティングテーブルは”その２”利用） 次回は ルーティングのテストをします。

今日、やったこと [練習問題]IPアドレス/ネットワークアドレスビット数 ルーティング 今日のホワイトボード [練習問題]IPアドレス/ネットワークアドレスビット数 IPアドレスとネットワークアドレスのビット数から 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 を計算する問題をやりました。 IPアドレスに続く/xxはネットワークアドレスのビット数。IPアドレスの先頭からxxビット目までがネットワークアドレス。xxビット目からあとはホストアドレス。 ネットワークアドレスはホストアドレスのビットをすべて0に。 ブロードキャストアドレスはホストアドレスのビットをすべて1に。 サブネットマスクはネットワークアドレス部のビットは1、ホストアドレス部のビットは0に。 図　IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数 IPのルーティングの特徴 送信元で宛先までの経路をすべて決定してから送信するわけではない。 途中のルーター(パケット交換機)でルーティングを繰り返して宛先にたどり着く行き当たりばったりなバケツリレー方式。 図　ルーティングとパケットのイーサネットヘッダ、IPヘッダ IPがルーティングすることでパケットが次の宛先が決まる。 イーサネットはルーティングで決まった宛先へパケットを送信する。 イーサネットヘッダ 宛先MACアドレス ルーティングの結果決まる。 よって、ルーティング毎に変わる 送信元MACアドレス ルーティングの結果決まる。 よって、ルーティング毎に変わる IPヘッダ 宛先IPアドレス 最終的にたどり着きたい宛先 基本的に変わらない 送信元IPアドレス このパケットの送信元 基本的に変わらない ルーティングの例 教科書p.24を参...

今日、やったこと [確認テスト]IPアドレスからネットワークアドレス ブロードキャストアドレス IPアドレスとサブネットマスクの表記法 今日のホワイトボード 前回のテストについて 前回イーサネットの確認テストをしました。 伝送速度の単位(bpsまたはビット/秒)と補助単位(k、m、g、t)は今後も頻出するので覚えておいてください。 図　伝送速度の単位と補助単位 ブロードキャストアドレス IPアドレスのホストアドレス部のビットを すべて ０ -> ネットワークアドレス すべて 1 -> ブロードキャストアドレス です。 図　ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス [練習問題]IPアドレスからブロードキャストアドレスを求める IPアドレスとサブネットマスクの組み合わせからブロードキャストアドレスを計算する問題をやってもらいました。 問２ 3バイト目にネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目がある。 IPアドレスのホストアドレス部のビットをすべて１にしたのがブロードキャストアドレス。 IPアドレスの4バイト目はホストアドレス。ここのビットもすべて1にすることをお忘れなく。 ちなみに、8ビットすべて1を10進数にすると255。 図　ブロードキャストアドレスを求める　問２ あとの問題もおなじようなかんじで。 IPアドレスとサブネットマスクの表記法 IPアドレスとサブネットマスクはセットで扱われます。 これらを合わせて以下のように表記することもあります。 　 　 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 [練習問題]IPアドレス/ネットワークアドレスビット数 IPアドレス/ネットワークアドレスビット数の表記法から 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 を計算しました。ひたすら基数変換です。 問１ これは簡単。/16なので、2バイト目と3バイト目の間がネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目。 図　IPアドレス/ネットワークアドレスビット数　問１ 問２ /21なので、3バイト目の途中にネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目がある。 サブネットマスクは1ビット目から21ビット目までが1(ネットワークアドレス部)、22ビット目以降が0(ホストアドレス部)。 図　IPアドレス/...

今日、やったこと [確認テスト]イーサネット IPの役割 IPアドレス IPアドレスとサブネットマスク 今日のホワイトボード  IPの役割 IPの仕事は経路制御（ルーティング）。パケットが宛先までを通る経路を決定する。 イーサネットの仕事はIPから指示された宛先へパケットを送信すること。 パケットにはIPが処理すために必要な情報がIPヘッダに書き込まれている。 イーサネットが処理するために必要な情報はイーサネットヘッダに書き込まれている。 IPヘッダ内の宛先情報（宛先IPアドレス）にはこのパケットの最終的にたどり着きたい宛先情報が書き込まれている。 イーサネットヘッダ内の宛先情報（宛先MACアドレス）にはIPから指示された宛先情報が書き込まれている。 図　イーサネットとIPの役割 MACアドレスとIPアドレス イーサネット、IPともに宛先や送信元を指定するために識別情報を使う。 イーサネットはMACアドレス、IPはIPアドレスを識別情報として使っている。 それぞれ関係性はなく、全く別物。 図　MACアドレスとIPアドレスの違い IPアドレス IPアドレスは32ビット（4バイト）。 前半はネットワークアドレス。後半はホストアドレス。 ネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目は可変。 切れ目を決めるのはサブネットマスク。 図　IPアドレス [練習問題]IPアドレスとサブネットマスク IPアドレスとサブネットマスクの組み合わせからネットワークアドレスを計算する問題をやりました。 問１ サブネットマスクが255.255.0.0なので、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。とくにややこしくもない。 図　[練習問題]IPアドレスとサブネットマスク　問１ 問２ サブネットマスクが255.255.248.0なので、IPアドレスの3バイト目の途中にネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目がある。 サブネットマスク3バイト目の248を8ビット2進数にすると 　1111 1000 よって、IPアドレスの先頭から21ビット目までのネットワークアドレス。 32ビットのIPアドレスのうち、サブネットマスクのビットが1のところ(先頭から21ビット目まで)をそのまま、0のところを0にしたモノがネットワークアドレス。 図　[練習問題]IPアドレスとサブネッ...

今日、やったこと イーサネットヘッダの宛先、送信元 CSMA/CD イーサネットの規格 今日のホワイトボード イーサネットヘッダの宛先、送信元 練習問題でイーサネットヘッダの宛先、送信元に書き込まれるMACアドレスを確認しました。 イーサネットとIPは以下のように役割分担をしている。 IPが経路を決定 イーサネットはIPが指示する宛先へパケットを送信 図　IPとイーサネットの役割分担 PC-1からルーターAへ送信する場合 PC-1とルーターAのあいだを送信されるパケットのイーサネットヘッダは以下のようになっている。これは疑問はないと思います。 図　PC-1からルーターAへ送信する場合 PC-1からルーターBへ送信する場合 ①PC-1のIPが経路決定する ルーターBに行くためにルーターAに送信することを決定。 イーサネットにルーターAに送信するように依頼。 ②PC-1のイーサネットがパケットを送信 IPの指示に従ってルーターAへ送信。 ネットワーク上を流れるパケットのイーサネットヘッダの宛先、送信元は下図のとおり。 ③ルーターAがパケットを受信 ④ルーターAのIPが経路決定する 受信したパケットのIPヘッダには宛先がルーターBになっている。 ルーターAのIPはルーターBに送信することを決定。 イーサネットにルーターBに送信するように依頼。 ⑤ルーターAのイーサネットがパケットを送信 IPの指示に従ってルーターBへ送信。 ネットワーク上を流れるパケットのイーサネットヘッダの宛先、送信元は下図のとおり。 図　PC-1からルーターBへ送信する場合 CSMA/CD n台のPCを1対1のネットワークで接続するには必要なケーブルの本数は 　ケーブル本数 = n(n-1)/2 となります。ちなみに10台のPCを接続するには45本のケーブルが必要になります。100台では4,950本必要です。 これでは ケーブル代が高くなる ケーブルだらけになる ため、現実的ではありません。 イーサネットは1本のケーブルを複数台のPCで共有する形態にしました。 ただ、この形態では複数のPCがほぼ同時にデータを送信すると、データ同士の衝突が発生します。そこで、イーサネットはパケット送信時にアクセス制御方式のCSMA/CDを使って なるべく衝突が発生させない 最悪、衝突が発生したら衝突発生を受信者に通知す...

今日、やったこと パケット プロトコルとプロトコル階層 イーサネット MACアドレス 今日のホワイトボード パケット コンピュータ通信ではデータをパケットに入れて送信する。 パケットはデータの前にヘッダ、後ろにトレーラを付加する。 ヘッダには宛先や送信元などのパケットを扱うために必要な制御情報がふくまれる。 トレーラには受信側がパケットのチェックに使う情報が含まれる。 図　パケット コンピュータ通信では パケットをネットワークに送信する。 ネットワーク上にはルーターと呼ばれるパケット交換機があり、このルーターがパケットをどこに送信するかを決める。 パケットは送信元で宛先までの経路を決定するわけではなく、途中のルーターが次の宛先を決めるバケツリレー方式。 図　ルーターが次の宛先を決める プロトコル階層 プロトコル＝手順 。 通信の手順をプロトコルと呼ぶ。 コンピュータ通信にはいろいろなプロトコルがある。 が、授業では下図のような4階層のプロトコル階層を扱う。 図　プロトコル階層 プロトコルとパケット 例えばホームページをリクエストする場合、送信データは送信側のHTTPで発生する。 HTTPはデータを下位のTCPに渡す。TCPはさらにIPに、IPはイーサネットに渡す。 イーサネットはパケットを送信する。 受信側はイーサネットがパケットを受信する。 イーサネットはIPに、IPはTCPに、TCPはHTTPにと上位に渡して処理されていく。 図　プロトコル階層とパケット イーサネット イーサネットヘッダのフォーマットは下図のとおりで、送信元、宛先情報くらいしかない。 図　イーサネットフレームフォーマット イーサネットではパケットと呼ばずにフレームと呼ぶ。が、どちらも同じと思ってOK。 イーサネットでのコンピュータ識別子 イーサネットではコンピュータ等の識別に MACアドレス を使う。 MACアドレスはコンピュータの部品の１つであるNIC(Network Interface Card)を製造する段階で書き込まれる。 図　MACアドレス 次回は イーサネットの続きをやります。 この授業の評価は小テスト積み上げ型で行います。 なお、小テストの日にやむにやまれぬ事情以外で欠席した場合は0点になりますので、ご注意ください。 やむに已まれぬ事情の例 インフルエンザ、コロナ等の出席停止 公共...