データ通信工学 2022年度前期(1年)

今日、やったこと ルーティング経路をたどる 今日のホワイトボード 経路をたどる（前回の続き） 前回までは ルーティングテーブルはケース１を利用し、ホストAからホストBへ送信する際のパケットの経路をたどります。 前回はホストAでルーティングした結果、ルーター1へ送信することになりました。  ルーター１にて 受信したパケットを次どこに送信すべきかを決めます。（経路決定＝ルーティング） 受信パケットのIPヘッダ内の宛先IPアドレスは192.168.30.10(ホストB)。これとルーター１が持つルーティングテーブルを使って、ルーティングを行います。 図　ルーター1でルーティング ルーター１でルーティングした結果、ルーター2(192.168.20.254)へ送信することになりました。ルーター1のイーサネットがルーター2へ送信します。 ルーター2にて ルーター1と同じように受信パケットを次どこに送信すべきかを決めます。 図　ルーター2でルーティング ルーター2でルーティングした結果、ホストBへ直接送信（ゲートウェイがリンク上）することになりました。 ルーター2のイーサネットがホストBへ送信します。 ルーティングテーブル変更 ルーティングテーブルをケース１からケース２に変更して、ホストAからホストBへ送信するさいの経路を調べます。 図　ルーティングテーブル変更（ケース1=>ケース2) 送信元(ホストA)と宛先(ホストB)は同じですが、ルーティングテーブルが変わると、経路も変わってしまいます。 次回は 今日やったテストの解説と経路をたどる第2弾の解説をします。

今日、やったこと 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を求める IPのルーティング 今日のホワイトボード 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を求める 前回配布した練習問題の解説です。 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。 /8、/16、/24のように8の倍数なら基数変換は不要。 図　192.168.10.11/16の場合 問3 /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。 基数変換が必要です。間違わないように。 図　10.11.12.13/21の場合 基数変換 IPアドレスで必要な基数変換は8ビット2進数<=>10進数。 ネットワークにかかわらず、よく使うので8ビット目までの2進数のケタの重みを覚えておくと便利。 図　8ビット2進数のケタの重み IPのルーティング 基本的に 送信元で全経路を決定するわけではない 途中のルーター、PC等でルーティングを繰り返す です。 IPが誕生したのは1960年代。まだ通信ケーブルの品質が良くなかったため、途中で断線することもあった。「断線しても通信ができる」ためにバケツリレー方式を採用。 図　IPのルーティング ルーティングのやり方 送受信するパケットのIPヘッダ内の宛先IPアドレスと各機器が持っているルーティングテーブルを使ってルーティング。 図　IPのルーティング 経路をたどる ネットワーク図、ルーティングテーブルからパケットの経路をたどる演習をしました。 ルーティングテーブルはケース１、ホストAからホストBへパケットを送信する場合での経路です。 １．ホストAでルーティング 図　ホストAでルーティング ルーティングの結果、ホストAからルーター１へ送信することに。 ホストAのイーサネットがルーター１へパケットを送信します。 ルーター１以降は次回に。 次回は 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を求めるテストをします 。 

今日、やったこと IPアドレスのブロードキャストアドレス  サブネットマスクの表記法 今日のホワイトボード 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からネットワークアドレスを求める際は、 ネットワークアドレスのビットはそのまま ホストアドレスのビットをすべて0 にしました。 ブロードキャストアドレスを求めるときは ネットワークアドレスのビットはそのまま ホストアドレスのビットをすべて１ です。 例１　 IPアドレスは192.168.10.100、サブネットマスクは255.255.255.0の場合 図　IPアドレス192.168.10.100、サブネットマスク255.255.255.0 例２ IPアドレスは192.168.10.100、サブネットマスクは255.255.248.0の場合 図　IPアドレス192.168.10.100、サブネットマスク255.255.248.0 ネットワークアドレスを求めるときと同じですが、サブネットマスクが255(8ビットすべて1)、0(8ビットすべて0)以外のときは基数変換が必要です。 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ペアで扱われます。 ただ、この２つでは文字数が多くなるため、 　 IPアドレス/ネットワークアドレスのビット長 で表す場合もあります。 おまけ 8ビット2進数と10進数の対応表 図　8ビット2進数と10進数の対応表 次回は テストはまだしません。が、近日中にネットワークアドレスとブロードキャストアドレスのテストをします。

今日、やったこと [確認テスト]イーサネット IPアドレス 今日のホワイトボード IP IPは経路制御（ルーティング）のためのプロトコル。 IPが経路を決めて、イーサネットが送信する。 図　IP IPアドレスとMACアドレス イーサネットではコンピュータ識別子としてMACアドレスを使う。 IPではコンピュータ識別子としてIPアドレスを使う。 図　IPアドレスとMACアドレス この２つは別物です。 IPアドレスのネットワークアドレスとホストアドレス IPアドレスの前半はネットワークアドレス、後半はホストアドレス。 ただし、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アドレスのネットワークアドレスとホストアドレス IPアドレスとサブネットマスクはセットで扱われる。 IPアドレスとサブネットマスク サブネットマスクを2進数にしたとき、 １のビットはネットワークアドレス ０のビットはホストアドレス になる。 図　IPアドレスとサブネットマスク おまけ 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答える際に、10進数=>2進数、2進数=>10進数の基数変換が必要になる。 図　10進数と2進数の対応 次回は IPアドレス＋サブネットマスクからネットワークアドレスを求める演習をしました。次回解説をします。（と言っても基数変換するだけですが）  

今日、やったこと [演習]イーサネットヘッダの中身  CSMA/CS イーサネットの規格 今日のホワイトボード CSMA/CD イーサネットは1本の伝送路（ケーブル）を複数台のPCで共有する。そのため、データ送信中に他のPCがデータを送信するとデータの衝突が発生してしまう。 これに対応するため、イーサネットではCSMA/CDというアクセス制御方式を採用している。 図　CSMA/CD [CSMA/CDでパケットを送信する] ①自PCにデータが送信されていないかチェック もし、送信中ならランダムな時間待機し、チェックからやり直し。 送信していないなら、送信開始。 ②送信中はデータの衝突がないかチェック もし、衝突してしまったら、送信中断、ジャム信号（衝突発生を通知する特殊な信号）送信、ランダムな時間待機後、①からやりなおし 送信完了まで衝突が発生しなかったら送信完了。 イーサネットの規格 ハードウェアが進歩することで通信速度もアップし、いろいろな規格が生まれた。 規格名には命名規則がある。 図　イーサネットの規格の命名規則 最大伝送速度に注意！！ 補助単位M(メガ)＋単位bps（bit per second)がつく 。 よって、 10 BASE-Tなら最大伝送速度は 10Mbps 。 100 BASE-TXの最大伝送速度は 100Mbps 。 ただし、 10G BASE-Tの場合は、 10Gbps 。 Mはメガ。×10 6 です。 bpsはbit per secondの略。ビット/秒。1秒あたり何ビット送信できるか。 BASEのあとは 10BASE2や10BASE5は最大ケーブル長。 ２なら185m、5なら500m。 -Tや-TX、-FXなど -xxならケーブルの種類 。 -T、-TXならツイストペアケーブル 。 -FX、-SX、-LXなどTがつかないや...

今日、やったこと イーサネット MACアドレス 今日のホワイトボード イーサネット プロトコル階層の一番下（ハードウェア寄り）にあるイーサネット。 PCのネットワーク用パーツであるNIC(Network Interface Card)やネットワークケーブルがイーサネットで決められたルールに従って動く。 図　イーサネット イーサネットと同じ階層には他のプロトコルがある。 が、構築費用が安くすむから今はイーサネット1強。でも、安いのは理由がある。 そのへんは今後授業で話をします。 イーサネットのフレームフォーマット イーサネットではパケットをフレームと呼んでいます。 フォーマットは以下のとおり。 図　イーサネットのフレームフォーマット MACアドレス イーサネットで使うコンピュータ識別子。 「どのメーカーで何番目に作った」データ。 図　MACアドレス 宛先のアドレス MACアドレスに限った話ではないが、1アドレスで対象となる宛先数の違いで以下の3種類がある。 図　1アドレスの対象宛先数の違い このなかのブロードキャストアドレスは今後ちょこちょこ出てくる。 次回は テストはしません。  

今日、やったこと パケットとは パケットの通信経路 プロトコル 階層化されたプロトコル 今日のホワイトボード パケットとは 通信の世界でよく耳にするパケットですが、下図の構造になっています。 図　パケットの構造 パケットの通信経路 パケットは網の目状のネットワークを流れて宛先にたどり着きます。 宛先までの経路は送信元が決定するわけではなく、ネットワーク上にあるルーターと呼ばれるネットワーク機器がバケツリレー式に経路を決めて宛先へ届けます。 図　パケットの経路はルーターが決定する プロトコル ルーターはパケットの宛先がわからないと経路を決めることができません。 そのため、パケットのヘッダに宛先を書き込んでいます。 さらに、宛先をパケットのどの位置に（先頭から何バイト目）書き込むかを決めておく必要があります。 そこで、 通信のためのルールが必要になります。このルールのことをプロトコルと呼んでいます 。 図　プロトコル=通信のルール 階層化されたプロトコル 通信のためのプロトコルは用途や対象ごとに細かく定められて、100程度あります。 そのプロトコルを利用者寄りのプロトコルを上位に、ハードウェア寄りのプロトコルを下位に並べると図のような階層構造になります。 図　階層化されたプロトコル プロトコルは100程度ありますが、授業で扱うのはこの5個です。 プロトコルとパケット送信・受信 コンピュータ通信は送信データが発生した時点から始まり、送信したデータを受信、処理して完了します。 送信、受信の流れをプロトコル階層と絡めると下図のようになります。 図　プロトコル階層をパケットの送信、受信 この授業は 評価方法 ちょこちょこ（毎回ではない）実施するテストの積み重ねで評価します。 なお、 テスト実施日に欠席しても再テストは原則実施しません 。 結局のところ プロトコルを理解する授業です。 頭のなかで処理がシミュレーションできるようになればOKです。