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第2章 コンピュータと通信ネットワークの仕組み(前編)

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第2章 コンピュータと通信ネットワークの仕組み(前編) Powered By Docstoc
					      第2章
コンピュータと通信ネットワーク
   の仕組み(前編)
                 内容
1. コミュニケーションのプロトコル
2. インターネットを知ろう
 1.   パケット通信
 2.   LANとWAN
 3.   ドメイン名
 4.   サーバとクライアント
3. コミュニケーション手段としての電子メール
 •    どう届くのか?
 •    電子メールの特徴
 コミュニケーションとプロトコル(1)
プロトコル(Protocol)
 – 外交儀礼;儀礼上のしきたり
   国間の外交において話し合いの進め方の約束事
 – 条約原案、条約議定書
 – コミュニケーションを成立させるために定めら
   れた手順や決まりごと
コミュニケーションとプロトコル(2)
プロトコルの例
 – 手紙
      • 『拝啓 …敬具』『前略 …草々』
 – 会話プロトコル(p. 96)
 Alice           Bob

 意思              意思        特徴
                       情報は変換されなが
 言葉              言葉    らプロトコルの階層を
                       下り、逆向きに同じプ
  声                声   ロトコルの階層を上る。
                       従って、同じ高さに同
      空気(音声を伝える)       じプロトコルがある。
コミュニケーションとプロトコル(3)
通信手段によって異なるプロトコル(p. 97)
 電話を使わない会話            電話を使った会話
Alice   Bob   Alice              Bob

意思      意思    意思                 意思

言葉      言葉    言葉                 言葉

 声      声      声                  声
              電話器                電話器
空気(音声を伝える)    交換機                交換機


                      公衆電話回線
   コミュニケーションとプロトコル(4)
  プロトコルの階層性
    プロトコルの上位と下位

     Alice              Bob                 特徴
                                          1)プロトコルの
      意思                意思
                                          上位からみる
言葉(日本語)   言葉(英語)   言葉(英語)       言葉(日本語)   と下位は手段
                                          にしかすぎな
      声                     声             い。
                                          2)プロトコルの
                                          下位は別のも
          空気(音声を伝える)                      のに置き換え
                                          ることも可能。
コンピュータネットワークのプロトコル
        (1)
   Alice                          Bob
   意思                             意思

   言語                             言語

  応用ソフト                          応用ソフト

アプリケーション層   インターネット内では         アプリケーション層
            TCP/IP
トランスポート層    Windows間でNetBEUI   トランスポート層
            Mac間ではAppleTalk
インターネット層    が選択される             インターネット層

 ネットワーク                         ネットワーク
             物理的ネットワーク
インタフェース層                       インタフェース層

                                   (p. 99)
   コンピュータネットワークのプロトコル
           (2)
インターネット対応通信ソフト                                          メールソフト等
• メーラー(Edmax, Becky!, Shuriken)                         が利用するプ
                                                意思         ロトコル
• ブラウザー(IE, Mozzila, Firefox)                             (例SMTP,
• ssh terminal etc                                       POP,HTTP)
                                                言語

                                               応用ソフト
      コントロールパネル
       インターネットプロトコル                          アプリケーション層
      (TCP/IP)のインストール
                                             トランスポート層

                                             インターネット層
     PPP(Point to Point
     Protocol)(ダイアルアッ
                           PPPoverEthernet    ネットワーク
                           ADSL(光・CATV)                   物理的
     プの設定)                                   インタフェース層
     モデム
                           ルータ                           ネットワーク

                       選択
コンピュータネットワークのプロトコル
        (3)

             •TCP/IPはインター
             ネットで使われてい
             るプロトコ(p.57)
             •TCP(Transmission
             Control Protocol)は
             トランスポート層の
             プロトコル
             •IP(Internet
             Protocol)はインター
             ネット層のプロトコル
     インターネットを知ろう(1)
パケット通信(情報の伝送方式)(p.58)
 1. 送信元でデータはパケットと呼ばれる小な塊に分解さ
    れる。パケットには送り先や元のデータの情報を含んだ
    タグ(荷札)が頭(ヘッダー)に付加される。
 2. パケットは、元のデータの区分なく混在したままヘッ
    ダー情報を頼りにルータ(パケットのリレーを専門とする
    サーバ)間をリレー伝送される。
 3. 受信元にたどり着いたパケットは、ヘッダー情報を元に
    組み立てられてて、データが再現される
 – 電話はパケット通信ではない(回線を話しているものだ
    けが占有する方式)
 – パケットが宛先に着くことは保証されない(再送によって
    正確さを上げる工夫が別途必要)
         インターネットを知ろう(2)
LANとWAN(p.54)
• LAN(Local Area Network)
  – 主に組織(例:大学・企業)によって運営される局所的なネッ
    トワーク
  – ISP(Internet Service Provider)も一つのLAN
• WAN(Wide Area Network)
  –   LANを結合するネットワーク
  –   ゲートウェイ:LANの出入り口
  –   「ネットワークのネットワーク」
  –   インターネット(the Internet)
      • 世界最大かつもっとも身近なWANの固有名詞
      • TCP/IPプロトコルのWANなのでInterenetと名づけられる
      • どのLANに接続しても必ずどこかで他のLANにつながっている
ネットワークの疎・密
密結合     疎結合
      ネットワークの成長
• 疎結合のWANでは一つのLANはすべてのLANに接
  続する必要がない
• LANが個々にWANに接続するだけで、WANの規模
  が成長する


 プロバイダーD                神奈川大学のLAN
                      横浜    平塚    中山
           組織BのLAN   キャンパス キャンパス キャンパス

 組織AのLAN


       プロバイダーC            窪谷家のLAN
       インターネットを知ろう(3)
ドメイン名
 木構造(フォルダと同じ)をもったLANの名前
            ac        kanagawa-u
          (大学)        (神奈川大学)


            go
         (政府機関)
                       u-tokyo
                      (東京大学)

 jp         co
(日本)      (私企業)          ynu
                      (横浜国立大)

            or
         (非営利団体)       kyoto-u
                      (京都大学)
            ad
       (ネットワーク管理機関)
インターネット上の2種類の住所(1)

1. IPアドレス
2. ドメイン名+ホスト名
 – ドメイン名=LANの名前
 – ホスト名=LANの中で定められたコンピュータ
   の名称
                    ホスト名        ドメイン名
     IP アドレス
例: 133.72.126.40 = triton.n.kanagawa-u.ac.jp

                                    サブドメイン名
インターネット上の2種類の住所(2)
ホスト名の管理はP DNS(Domain Name Sever)
  によって行われている

    PC上のDNS(Domain Name Sever)設定例
インターネット上の2種類の住所(3)
IPアドレス:
     32ビット(4バイト)長の識別番号
(注)1バイト長毎にピリオドを打ち、各1バイトを10
  進数で表記するのが通例
• Aクラス:最初1バイトが組織を、残りがホストを示す
     0 ~ 127    0 ~ 255   0 ~ 255   0 ~ 255
• Bクラス:最初2バイトが組織を、残りがホストを示す
    129 ~ 191   0 ~ 255   0 ~ 255   0 ~ 255
• Cクラス:最初3バイトが組織を、残りがホストを示す
    192 ~ 255   0 ~ 255   0 ~ 255   0 ~ 255

 (問)IPアドレス133.72.126.40というホストがある神奈川大学
 の
 ネットワークはどのクラスに属するか?
       インターネットを知ろう(4)
インターネットの仕組みを体感しよう(p. 62)
 装置
   •   コンピュータ
   •   ルータ:LANとWANをつなぐ出入り口(ゲートウェイ)
 LANの構成
   •   IPアドレスの割り当て(同じLANであれば先頭のいくつかの
       番号は同じ)
   •   経路表の作成
 通信手順
   •   データのパケット化(送る側)
   •   パケットの送信(送信先をたよりにバケツリレー)
   •   パケットの組み立て(受け取り側)
         今日の演習(1)
IPアドレス
 – 4バイト(32ビット)の識別番号
 – 1バイト長毎にピリオドを打ち、各1バイト
   を10進数(0~255)で表記するのが通例
   例:133.72.126.40


   演習 ipconfig
   1. コマンドプロンプトを起動する
   2. プロンプトにipconfig /allと打って実行
   3. 自分のPCのIPアドレスを確認しなさい
今日の演習(2)
IP adressの確認の例
          今日の演習(3)
    インターネットのプロトコルの理解

演習 nslookup, tracertコマンド
1. コマンドプロンプトを起動する
2. プロンプトにipconfig /allと打って実行し、DNSサーバが
   どのように設定されているか確認しよう
3. プロンプトにnslookup www.yahoo.co.jpと打って実行し、
   IPアドレスを確認しなさい
4. そのIPアドレスを使ってもWebに接続できることを確認し
   なさい
5. プロンプトにtracert www.yahoo.co.jpと打って実行し、
   ゲートウェイやルータの機能を確認しなさい
        今日の演習(4)

家庭内LANの構築
• 用意するもの
 – 2台以上のPC
 – ルータ機能のあるハブ
 – LANケーブル(イサーネットケーブル)
• 接続
 – 物理的な接続
 – PCへのTCP/IPプロトコルのインストール
   インターネットを知ろう(5)

• サーバーとクライアント(p.55)
 サーバ: TCP/IPプロトコルにおいてさまざまな
  サービスを提供するコンピュータ
 クライアント:TCP/IPプロトコルにおいてサービ
  スを受ける側のコンピュータ
 (例)
   • LANの中のプリンタサーバ
   • インターネットの中のWebサーバ
   • インターネットの中のメールサーバ
   電子メールはどう届くのか?(1)
いくつものサーバの共同作業(p.59, p26)
 1. 電子メール送信サーバ
   •   正式名称:SMTPサーバ
        SMTP=Simple Mail Transfer Protocol
   •   クライアントからのメール送信依頼に答え電子メールをインター
       ネットに送り出すサーバ
 2. DNS(Domain Name Server)サーバ
   IPアドレス(数字の羅列)とドメイン名の対応を管理するサーバ
 3. 電子メール受信サーバ
   •   正式名称:POP(Post Office Protocol)サーバ
   •   メールボックスに電子メールを貯めておき、クライアントからの要
       求によりメールを取り出し送り出すサーバ
      電子メールはどう届くのか?(2)
    いくつものサーバの共同作業

     メール・                                       メール・サーバ
    クライアント
                                                SMTPサーバ
SMTPクライアント          メールの配送依頼
  個人端末                   SMTP
LAN内側         (Simple Mail Transfer Protocol)


                                                    SMTP
           WANとしてのInternet

                    メールの受信
LAN内側               POP
  POPクライアント (Post Office Protocol)               POPサーバ
電子メールはどう届くのか?(2)

 電子メールのアドレス(p. 60)
アドレスの系統的な決め方
 1. 国の識別子
 2. ドメイン名(組織の種別の識別子)
 3. 組織のLANの中でのサーバ名
         今日の演習(4)

• 電子メールの設定
 – アカウントの作成
 – 設定(署名・テキスト形式(p.33)
• 電子メール書き方(p.30)
 – 本文の構成(宛名、署名)
 – ヘッダー情報(p.31)
   • To, CC, BCC
   • 件名
             今日の演習(5)
•   課題2用ワークシートを講義を聴きながら
    埋めなさい(概要をメモにとり提出)
    1. インターネットの特徴について
    2. ネチケット(=ネットワークエチケット)に関す
        るWebなどを参考にまとめなさい。
    http://www.cgh.ed.jp/netiquette/index.html
     マルチメディアメール
• 操作簡単
データのアイコンをドラッグ&ドロップ
 ただし、非常に注意が必要!!
 1.相手が解読できるかわからない
   あくまで文字を送るのがメールの基本形
 2.データの大きさに注意
   大きすぎるものはバツ
   めやす50KB(キロ・バイト)
 3.ウイルスが送られる危険性
   ウイルス=コンピュータを壊すプログラム
 インターネットを理解した上での通信
1.       通信の確実性
     •    インターネットは通信の確実性が低い
     •    広域ネットワークであり全体の統括者がおらず不通になることもある
     •    確実に通信を行うには、通信確保の責任の所在が存在する電話・
          FAXなどの手段をとるべき
2.       通信の安全性
     •    インターネットは通信の安全性が低い
     •    「ネットワークのネットワーク」であり、かつ、ネットワーク間は直接に
          はつながっていない
     •    安全な通信を行うには、電話・FAXなど直接つながる手段をとるべき
3.       情報の交通量
     •    どこも同じ帯域とは限らない
     •    大きなデータは別の手段で通信する必要
   電子メールの特徴(2面性)
類似性:
コミュニケーションのための文字伝達手段として手紙と同じ
   相手立場を考えた礼儀・気配り
手紙より          手紙より
• 簡単・即刻送れる    頭を冷やす時間・機会
              が少ない
• 複製・転送容易     意図せず広まる(著作権侵害)
              チェーンメールが広まる
• 低料金        受け取り側の負担
             (チェーンメール、
              SPAMメールの違法性)
×セキュリティ(封ができないハガキと同じ)
      第2章
コンピュータと通信ネットワーク
   の仕組み(後編)
       情報の検索と収集
• 図書館
 – 本の蓄積
 – 最近はマルチメディアも
 – OPAC(Online Public Access
   Catalog)
• データベース
• WWW
   図書館のおもなサービス
• 蔵書(+DVD)の閲覧
 – OPAC(Online Public Access
   Catalog)
• データベース
 – 新聞・雑誌記事
• オンラインジャーナル
• 相互利用・文献複写窓口業務
  http://www.kanagawa-u.ac.jp/lib/index.html
      データベースの利用
• 論理演算子(「AND」, 「OR」, 「NOT」)の活用
  (p.75)
 – すべてのデータを集合の要素みなし、データを条
   件の論理演算によって使って絞り込む
             WWWとは?(1/4)
• ハイパーテキスト(Hyper Text)(p. 69)
   =超テキスト??
普通のテキスト(本)                 リスト構造


   読む順序

超テキスト
                                   木構造




Hyper Link                    読む順序は
                              読者が決める
              Hyper Link
       WWWとは?(2/4)
• WWW(=Word Wide Web)(p.76)
世界規模の織物(クモの巣)




                              WWW
                              サーバ
               WWWとは?(3/4)
• WWWの住所(p.70)
URL(Union Resource Locator)
ネットワーク上でWWWの1シートを同定する名前。
以下の順で同定に必要な要素を『/』で繋げる。
例
    Hyper Text Transfer
         Protocol


http://eweb.n.kanagawa-u.ac.jp/~kubotani/index.html
            WWWサーバの
                           格納されている
                                        データのファイル名
            ホスト名           ホルダー名
          WWWとは?(4/4)

• HTML(Hyper Text Markup Language)
  – WWWのハイパーテキストを記述する言語
  – タグ(文字飾り)によって文書整形の制御をする。
  – WYSIWYG(What you see is what you get.)のワー
    プロデータとは異なるが、これにより機種依存のない透
    過的なデータ共有が可能となる。
      検索エンジン
• 2種類ある(p.83)
• 登録申請型検索エンジン
• 自動収集型検索エンジン
       今日の演習
1. WWWブラウザーの操作(p.70)
2. 図書館のデータベース
 – 内容の確認
 – 論理演算子の練習
3. WWWの検索エンジン(p.71)
4. 実際にインターネットを流れた「チェーン
   メール」「でま情報」の例を挙げ、インター
   ネット上の情報の信憑性についての考え
   方を述べなさい。

				
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