情報ネットワーク7

-無線LAN

--アドホックモード

---無線LANカード同士で通信を行う

--インフラストラクチャモード

---Wireless LAN bridge, ワイヤレスアクセスポイント, Wi-Fiアクセスポイント, Wi-Fiブリッジと呼ばれる、有線LANのハブに相当する基地局を中心に通信を行う

---基地局を親機、無線LANカードとつながったコンピュータを子機

--IEEE802.11bで普及(2.4GHz帯の無線で，約11Mbpsの通信を行う仕様)

--11a(5GHz帯で，他の機器と干渉しにくい)

--11n(複数のアンテナやチャネル)

--11ac(理論上の最大速度は6.9Gbps)

 

-無線LAN(2.4GHzと5GHz帯)

--周波数が高くなるほど，直進性が高くなるため(?)，2.4GHz帯のほうが障害物に強
く，電波が届きやすい

--2.4GHz帯を利用する機器:，電子レンジやコードレス電話機，Bluetoothを搭載した電子機器など多く存在するため，ノイズの影響を受けやすい

--5GHz帯は他の機器からの干渉を受けない

--無線LANでは，電波の混信を防ぐために，複数のチャネルを使い分ける

--2.4GHz帯では，13チャネル用意され,全く重ならない部分は，実質３チャネル

---電波干渉が起きると，伝送速度が遅い，接続できなくなる

--5GHz帯では，5.2・5.3・5.6GHz帯が利用でき，存在する19のチャネルの周波数が完全に独立している

 

-11nや11ac

--MIMO（Multi-Input Multi-Output）

---複数のアンテナを使用して，データを同時伝送することにより，高速化させる

---送信側・受信側でデータを分割して，複数のアンテナを用いて，同時に送信する

 

--チャネルボンディング

--複数のチャネルを束ねて，データを送受信する

---通常用いるチャネル幅は20MHzですが，これを２チャネル利用して，40MHzでデ
ータをやりとり

---無線LANルータが密集しているようなところでは,かえって周囲のアクセスポイントの影響を受けやすくなり，通信が不安定になる

 

-CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance），搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式

-- 搬送波感知（Carrier Sense）…通信を開始する前に，一度受信を試みることで，現在通信をしているコンピュータが他にあるかどうか確認する。

--多重アクセス（Multiple Access）…複数のコンピュータが，同じ回線を共用し，他のコンピュータが通信をしていなければ，自分の通信を開始する。

--衝突回避（Collision Avoidance）…搬送波感知の段階で，通信中のコンピュータが存在した場合に，通信終了と同時に送信を試みると衝突する可能性が高い。そのため，他のコンピュータの送信終了を検知した場合は，自分が送信を開始する前にランダムな長さの待ち時間をとる。

---この待ち時間は，徐々に短くしていく

 

-CSMA/CD

--イーサネットで用いられている

--送信中に衝突を検出した場合に，通信を中止し，待ち時間を挿入する

 

-TCP/IPでのヘッダ

--TCPヘッダ

---トランスポート層，付加されるヘッダ

--IPヘッダ

---インターネット層で付加されるヘッダ

--MACヘッダ

---ネットワークインターフェース層で付加されるヘッダ

--フレーム・チェック・シーケンス(FCS)

---ネットワークインターフェース層で，トレイラー，誤り検出用

 

-OSI参照モデルのPDU（Protocol Data Unit）

--PDUはカプセル化された状態で，次の下位層に送られる

--TCPでセグメント@トランスポート層

--UDPでデータグラム@トランスポート層

--パケット@ネットワーク層

---ヘッダ＋セグメント

--フレーム@データリンク層

---パケットにヘッダとトレイラーが追加

 

-OSI参照モデルの各ヘッダ

--TCPヘッダ@トランスポート層

---ネットワークアプリケーションのポート番号

---ネットワークソフトウエアを指定する番号

--IPヘッダ@インターネット層

---送信側と受信側コンピュータのIPアドレス

---ネットワーク上のコンピュータを識別するためのアドレス

--MACヘッダ@ネットワークインターフェース層

---送信側と受信側コンピュータのNICのMACアドレス

---NICの製造時にメーカーによってつけられた番号

 

-MACアドレス

--NICの固有の物理アドレス

---ネットワーク上のコンピュータの住所の１つ

---機器の製造時に，ROMに書き込まれるため，ハードウエアアドレスと呼ばれる

--48ビットの数値

---８ビット（１バイト）ずつ，16進数に変換して，「-」（ハイフン）もしくは「：」（コロン）で区切って表記する

--ベンダコード(OUI(Organizationally Unique Identifier)番号)前半の24ビット

---NICを製造したメーカーの番号

---記載したURLで確認できる

---１つのメーカーに，１つのベンダコードが割り振られているわけではない
--シリアル番号()後半24ビット

---各メーカーが自社のNICにつけた固有番号

--MACアドレスでの機器の特定は，難しくなった

---MACアドレスを変更できる機器が登場

---仮想マシンにMACアドレスをつけたり

 

--Winで確認

----コマンドプロンプト「ipconfig/all」

 

-MACヘッダ

--送信側コンピュータのNICと受信側コンピュータのNICのMACアドレスの情報

--６バイトの受信側のMACアドレス，６バイトの送信側のMACアドレス，および２バイトのタイプ番号，という合計14バイトで構成

--タイプ番号

---上位層のプロトコルを識別するための番号

 

-イーサネットフレーム

--MACヘッダなどがついたデータ全体

---ブリアンブル, MACヘッダ, データ本体, トレイラー

--プリアンブル

---フレームの始まりを表す合図

---このパターンを検知して，フレームの送信開始を認識し，データを受信するタイミングを取る

--トレイラー

---誤り検出用の，FCS（Frame Check Sequence）

---MACヘッダや，データ部分に誤りがないかを検出するための，CRC(Cyclic Redundancy Check)という値が含む

--CRC

---送信側がフレームを作るときに，計算して追加する

---受信側でフレームの受信時に同じ計算をして値を照合

 

-リピータハブ

--相手のMACアドレスを割り出すために，ARP要求する

--PDUをNICで電気信号に変換し，LANケーブルでリピータハブに渡す

--リピータハブはビット列に変換し，また電気信号に変換して，送信側以外でリピータハブに接続されたポートに向けて送信

--フレームを受信し，NICで電気信号をビット列に変換し，MACヘッダを見て，受信側コンピュータのMACアドレスが自分のNICのMACアドレスと一致することを確認

--フレーム開始符号というものを確認

---全てのフレームの中でそのフレームが何番目になるかを表す番号

---受信したパケットからヘッダ情報に従って元の順番に並べ替える

--受信側コンピュータのMACアドレスが自分のNICのMACアドレスと違う場合，受信したフレームを廃棄

--コリジョンドメイン

---衝突が起こる範囲

---リピータに接続されたネットワーク，セグメント全体

 

-スイッチ(スイッチングハブ，スイッチング，レイヤ２スイッチ)

--ブリッジを実装

---該当するコンピュータにだけデータを送信する

--他のポートは同時に通信を行え，フレームの衝突を抑制することもできる

--異なるセグメントをつなげるブリッジもする

-スイッチの内部にMACアドレステーブル

--スイッチのポートの番号とそのポートに接続されているコンピュータのMACアドレスが登録されるデータベース

--実際に通信を行うポート間にしかフレームを流さない

 

-スイッチの流れ（MACアドレスフィルタリング）

--スイッチにフレームが送信されてきたら，MACヘッダの情報から送信側コンピュータのMACアドレスを確認

--自分のMACアドレステーブルを確認

---送信側コンピュータのMACアドレスが登録されていない場合は，登録(「MACアドレス学習機能)

--受信側のコンピュータのMACアドレスがMACアドレステーブルに登録されていない場合

---送信側ポートであるポート以外のポートへフレームを転送(フラッディング)

--フレームが送信されてきた，コンピュータは，MACヘッダの情報から，受信側のMACアドレスを確認

--受信側MACアドレスが自分のMACアドレスと一致した場合

---正しい受信側として，フレームの処理を開始

--自分のMACアドレスではない場合

---転送されてきたフレームを廃棄

--受信側のコンピュータのMACアドレスがMACアドレステーブルに登録されていない場合(受信側ではないアドレスがMACアドレステーブルにある場合)

---フラッディングしない

--受信側のコンピュータのMACアドレスがMACアドレステーブルに登録されている場合

---フレームを該当のポートに向けてだけ転送する

 

-ブロードキャストMACアドレス

--MACアドレスの48ビット，すべてが「１」

 ---送信側コンピュータから，ブロードキャストMACアドレスを，受信側MACアドレスに指定して送信すれば，スイッチは送信側のポート以外のすべてのポートにフレームを転送

--ブロードキャストドメイン

---ブロードキャストが届く範囲

--ARP要求などで使用される

 

-VLAN

--ブロードキャストフレームのフラッディングを制御し，複数のブロードキャストドメインに分割させる

 

--部署ごとにネットワークを分割し，アクセスを制限するなど，ネットワークセキュリティ対策手段としての用途

 

-フレームバッファ

--ケーブルを接続する各ポートにフレームをとどめる

--転送先のポートが混雑している場合などに有効

---スイッチは，送信側のコンピュータに，一時的にフレームを止めるポーズフレームを送る

-スイッチ性能

--pps(packet per second)

---スイッチが１秒間に何フレーム処理することができるか