ネットワークの基礎知識
ネットワークとは
ネットワークの働きは「アプリ同士が何かを行うためにデータをやり取りできるようにしてやること」。 それを実現するために、データを配送するためのルールや、使用する機器や通信媒体、サービス毎に決められたデータの形式や手順を覚えればOK。
通信プロトコルとは
通信プロトコルとは、「コンピュータが従うべきルール」の事。通信プロトコルは以下の2つから成る。
- データ形式
- 通信手順
データ形式
情報をどのような形式で送るかを定めたもの
通信手順
どのような順序で何をやりとりするかを定めたもの
大抵の通信処理は複数の通信プロトコルを組合せて使用する。
通信プロトコルの標準化
通信プロトコルは、世界共通の規格として世界に好評されている。 ソフトウェアやハードウェアを開発する企業は、この公表された共通の規格にもとづいて開発する。
通信プロトコルはIETF(Internet Engineering Task Force)と呼ばれる団体が策定し、**RFC(Request For Comment)と呼ばれる英語文書として後悔されている。
レイヤー
通信プロトコルとは階層的に取り決められている。 「より共通的な機能」を下に置き、「より個別の機能」を上に置いて、上の機能が下の機能を利用する形で階層的に取り決められている。
レイヤー構造のメリット
レイヤー毎に仕事が明確に決まっているので、ある部分のレイヤーを組み替えることで別の操作を用意にすることができる。つまり、組み換えがしやすくなる。
OSI参照モデル
OSI(Open System Interconnection)参照モデルは、コンピュータネットワークに求められる機能を7つの階層に整理したもの。
レイヤー7:アプリケーション層(具体的な通信サービスを実現する。メール、Webなど) レイヤー6:プレゼンテーション層(データの表現形式を相互変換する) レイヤー5:セッション層(通信かの開始から終了までの手順を実現する) レイヤー4:トランスポート層(信頼性の向上など用途に応じた特性を実現する) レイヤー3:ネットワーク層(中継などにより任意の機器同士の通信を実現する) レイヤー2:データリンク層(直接接続された機器同士の通信を実現する) レイヤー1:物理層(コネクタの形状やピン数など物理的な接続を定める)
ネットワークアーキテクチャ
OSI参照モデルのようにどのような考え方や構成でネットワークを作り上げるかを定めた基本的な体系の事を「ネットワークアーキテクチャ」と呼ぶ。TCP/IPモデルもネットワークアーキテクチャの1つ。
LANとWAN
ネットワークは大きくLAN(Local Area Network)とWAN(Wide Area Network)の2つに分類できる。
LAN
LANは、オフィスや家庭などの1つの拠点内のネットワークを差す
WAN
WANは、拠点と拠点を結ぶためのネットワークを差す。
回線交換とパケット交換
あるで0たを目的の相手に向けて送り出すことを「交換」と言う。交換の方法は以下の二つがある。
- 回線交換
- パケット交換
回線交換
通信回線そのものをつなぎ替える方式。回線そのものを相手に繋ぐため、その相手にデータを送り出している間、その回線を占領できるというメリットがある。しかし、デメリットとして、データを送っていたに時でも回線を張っているので、その時は無駄に回線を占領してしまう。
パケット交換
やり取りしたいデータを、パケットと呼ばれる小さなサイズのデータに小分けして、それを共有の回線に乗せて運ぶ。近年はこの方法がよく用いられている。通信回線は皆と共有しているので、自分と相手は通信していなくても、他の人がそれを使う事ができる。
パケットの形
パケットは、データを一定サイズに小分けし、その前にヘッダを付加した形をとる。ヘッダには、それを届ける宛先や送信元の情報、含まれているデータに関する情報などが指定されている。