ネットワーク―通信プロトコル、osi基本参照モデル7階層の覚え方など

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通信プロトコル、osi基本参照モデル7階層の覚え方などネットワーク関連の知識をまとめています。

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1. ネットワーク方式

ネットワークの種類と特徴など、ネットワーク方式についてまとめていきます。

ネットワークの種類と特徴

コンピュータのネットワークは、ネットワークの規模によって、WANやLANなどに分類されることがあります。

WAN

WANとは、読み方はワン、Wide Area Netoworkの略です。物理的に離れた広範囲におよぶネットワークです。

通信事業者のネットワークサービスなどを利用して、本社と支店のような地理的に離れた地点間を結ぶネットワークです。 WANよりも狭い都市レベルのネットワークをMANとよぶ場合もあります。

WANの可用性を高める例

二つの拠点を専用回線で接続したWANでパケットを送受信する場合、可用性を高める例としては、異なる通信事業者が提供する別回線を加え、2回線でパケット送受信する対策があげられます。

LAN

LANとは、読み方はラン、Local Area Netoworkの略です。フロア内や、1つの建物の中など、比較的狭い地域の中でのネットワークです。

ネットワークの種類と特徴に関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではネットワークの種類と特徴に関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

有線LAN

有線LANについて見ていきます。

PoE

PoEは、LANケーブルを使って電力供給する技術です。電源コンセントがない場所に無線LANのアクセスポイントを設置する場所などで利用できます。

有線LANに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下では有線LANに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成31年春問83 PoE―ITパスポート

回線に関する計算

回線に関する計算についてみていきます。

待ち行列理論

待ち行列モデルの構成要素、考え方、M/M/1モデルにおける計算、乱数を使用したシミュレーションを理解していきます。

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回線に関する計算に関する計算に関連したIPA情報処理試験の過去問

以下では回線に関する計算に関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成20年度秋問30 M/M/1待ち行列モデル―ソフトウェア開発技術者午前

インターネット技術

インターネット技術をテーマに、IPアドレスやIPマスカレード、NAT／NAPT、DNSなどの機能についてまとめています。

IPアドレス

IPアドレスとは何か？IPアドレスの基礎知識、第4オクテットやスラッシュの意味、グローバルIPアドレスの確認方法など、IPアドレスについてわかりやすく解説していきます。

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IPマスカレード

IPマスカレードは、社内PCからインターネットに通信するとき、パケット中にある社内PCのプライベートIPアドレスとポート番号の組合せを、ファイアウォールのインターネット側のIPアドレスとポート番号の組合せに変換する機能です。

IPマスカレードにより、インターネットからはわからないように社内PCのプライベートIPアドレスを隠蔽することが可能です。

IPマスカレードに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではIPマスカレードに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成31年春問17 IPアドレスを隠蔽することが可能なもの―情報セキュリティマネジメント試験午前

NAT／NAPT

NATとはプライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを相互に変換する機能です。 NAPTとはNATの機能に加えてポート番号の付け替えも行う機能です。 NATとは？NAPTとは？どのようなものかをテーマにまとめています。

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DNS

DNSの機能は、IPアドレスとドメイン名を対応付ける機能です。

DNSに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではDNSに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成31年春問57 DNSの機能―ITパスポート

ファイアウォール

ファイアウォールとは、インターネットからの攻撃や不正アクセスから内部のネットワークを保護するための機構です。この記事ではファイアウォールの概要やインバウンド、アウトバウンドの設定などをまとめています。

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IoTネットワークの構成要素

IoT デバイスを接続するIoTネットワークの構成や通信方式についてまとめていきます。

エッジコンピューティング

複数のIoTデバイスとそれらを管理するIoTサーバで構成されるIoTシステムにおける、エッジコンピューティングは、IoTデバイス群の近くにコンピュータを配置して、 IoTサーバの負荷低減とIoTシステムのリアルタイム性向上に有効な処理を行わせます。

IoTネットワークの構成要素に関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではIoTネットワークの構成要素に関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

令和元年秋問71 エッジコンピューティング―ITパスポート

2. データ通信と制御

ネットワークアーキテクチャやネットワーク接続など、データ通信と制御についてまとめていきます。

ネットワークアーキテクチャ

OSI基本参照モデルとその覚え方など、ネットワークアーキテクチャについてまとめていきます。

OSI基本参照モデル

通信プロトコルは、ISOが推進するOSIで設計の指針が定められます。 OSIでは、OSI基本参照モデルと呼ばれるネットワークの基本的なモデルを作成しています。

OSI基本参照モデルとは

OSI基本参照モデルとは、ISOが推進するOSIによって作成されたネットワークの基本的なモデルです。複数メーカーのネットワーク機器同士が問題なく接続できるためにしたがうべき国際標準として、重要な役割を果たしているネットワークの基本的なモデルです。

OSI基本参照モデルの7階層

OSI基本参照モデルは、次の表のように7階層にモデル化しているのが特徴です。

OSI基本参照モデルの7階層
階層	内容
第7層アプリケーション層	特定のアプリケーションに特化したプロトコル。ファイル転送(FTP)やメッセージ通信(電子メール)など、ユーザが実行する多くのサービス間プロトコルを制御する。
第6層プレゼンテーション層	機器固有のデータフォーマットと、ネットワーク共通のデータフォーマットの交換。文字コードや画像データの表現形式を制御し、効率的なデータ伝送に適した形式に変換する。
第5層セッション層	通信の管理。コネクションの確立／切断。トランスポート層以下の層の管理。アプリケーションプロセス間の情報の流れなど、通信モードの管理や通信方式、同期方法などを規定する。
第4層トランスポート層	両端ノード間のデータ転送の管理、データ転送の信頼性を提供する。エンドツーエンド(コンピュータ間)で必要とされる透過的なデータ伝送を提供する。データに抜けがあると、相手に通知するエラー制御などを行う。
第3層ネットワーク層	アドレスの管理と経路の選択。複数のネットワークにまたがったコンピュータ間のデータ伝送や、データの経路選択をする中継機能など。
第2層データリンク層	直接接続された機器間でのデータフレームの識別。ノード間で信頼性の高いデータ伝送を保障する。中継局間のデータ伝送を確実に行う。
第1層物理層	“0”と“1”を電圧の高低や光の点滅に変換する。コネクタやケーブルの形状の規定。データを電気信号や光信号に変換し、実際の伝送を行う。

OSI基本参照モデルの7階層の覚え方

OSI基本参照モデルの7階層の覚え方のは、「あ、ぷ、せ、と、ね、で、ぶ」です。覚え方のコツは、各層の頭文字をとって、「あ、ぷ、せ、と、ね、で、ぶ」と繰り返し唱えることです。

OSI基本参照モデルに関連した参考書籍

OSI基本参照モデルに関連した参考書籍です。目次や参考いたしました内容をまとめています。

マスタリング TCP/IP 入門編第5版

ネットワークアーキテクチャに関連したIPA情報処理試験の過去問

以下ではネットワークアーキテクチャに関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成18年春問54 TCP及びIPとOSI基本参照モデルの7階層との関係―基本情報技術者午前

伝送方式と回線

ネットワークで使用される回線の種類、通信方式、交換方式の種類と特徴を見ていきます。

パケット交換方式

パケット交換方式は、データをある一定の大きさ（パケット）の単位に区切り、パケットに送信先などの情報を付加して伝送する方式です。

パケット交換方式では、パケットが交換機内に一度蓄積されるため、原理的にATMより綱内遅延は大きくなります。

ATM

ATMとは、Asynchronous Transfer Modeの略で、非同期転送モードです。 1本の回線を複数の論理回線(チャネル)に分割して同時に通信を行なう多重化方式の一つで、各チャネルのデータを53バイトの固定長データに分割して送受信する方式です。

伝送方式と回線に関連したIPA情報処理試験の過去問

以下では伝送方式と回線に関連したIPA情報処理試験の過去問とその解説をまとめています。

平成20年秋問57 ATMとパケット交換方式―ソフトウェア開発技術者午前

ネットワーク接続

LAN内接続、LAN間接続、LAN-WAN接続の装置の種類、特徴、各装置の機能が、OSI基本参照モデルのどの層に対応するかなど、ネットワーク接続について見ていきます。

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メディアアクセス制御

データの送受信方法や誤り検出方法などを規定するMAC（Media Access Control：メディアアクセス制御）について見ていきます。

CMSA/CD方式

データ転送の構成単位のことをフレームといいますが、伝送路にフレームが流れていないことを確認してから送信する方式をCMSA/CD方式といいます。

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3. 通信プロトコル

OSI基本参照モデルの7階層と対比しながら通信プロトコルについてをまとめていきます。

TCP/IPと、OSI基本参照モデルの7階層との関係

インターネットで使われているプロトコルであるTCPおよびIPと、OSI基本参照モデルの7階層との関係は次のようになります。

データリンク層のプロトコル

ARP など、TCP/IPネットワークにおいて使用されるデータリンク層レベルのプロトコルの役割や機能をまとめています。またPPPoEブリッジ機能などの解説しています。

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ネットワーク層のプロトコル

サブネットマスクとは何かや計算方法、ブロードキャストアドレスへICMP（Pingコマンド）を実行するとどうなる？などの話題も含めて、ネットワーク層のプロトコルについてまとめています。

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トランスポート層のプロトコル

TCPとUDPの役割、機能、使い分けなどトランスポート層のプロトコルについてまとめています。

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アプリケーション層のプロトコル

HTTP、SMTP、POP、FTP、DNS などの役割、機能、IMAPとPOPの違いなどアプリケーション層のプロトコルについてまとめています。

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LANとWANのインタフェース

LANとWANのインタフェースについてまとめていきます。

無線LAN

無線LANとは、無線LANとは、LANケーブルでつなぐ有線のLAN（ローカルエリアネットワーク）を無線通信で実現したLANのことです。無線LANとはどのようなものか、無線LANの認定規格の１つのWI-FI（無線LANのアダプタのブランド名）中心に11ad、11axなどのIEEEの規格、セキュリティについてまとめています。

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