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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

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

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。