３分間Networkingをまとめてみた(第０回〜第７回)

ネットワークの周りの勉強が必要になったので、有名な3分間Networkingをまとめてみました。
わたし自身初心者なので御指摘ありましたら遠慮なく申し出てください。

##第０回ネットワークとは

ネットワーク
何かと何かが何かによって網状につながっていて、何かを運ぶ仕組みのこと
またネットワークのメリットはリソースの共有にある。

コンピュータ・ネットワーク
ケーブルで、複数のパソコン同士を網状につなげて、データのやり取りをする仕組みのこと

##第１回ネットワークの歩み

リソース
ネットワークで使用されるパソコンやプリンタなどの物理的なものからデータやメモリの使用率などの論理的なものすべて。
要はネットワークで使用されるものすべて。

スニッカーネット
初期のコンピュータ・ネットワークの事で、ケーブル代わりに、何かデータを保存できる媒体にデータを保存して、
人間が物理的にデータが保存されて媒体を運ぶネットワークのこと。リソースに無駄が多く非効率だった。
スニーカー履いている人が運んでいたからスニッカーネットワークと呼ぶ。

LAN(local area network)
読み方は「ラン」。地域的に限定されたネットワークのこと。現代のネットワークの基盤システムの一つ。
リソースが重複するのを防いでくれる。LANの範囲にあるものはリソースを共有できる。

WAN(Wide area network)
読み方は「ワン」。LANとLANをつなぎ、より広範囲のネットワークを実現する。

スニッカーネット→LAN→WAN
という時代の流れ

##第２回LANとWAN

高速かつ高品質の接続
１度にデータを送信できる量が多いと高速な接続と言える。
通信エラーが少ないと高品質な接続と言える。
通信は電気信号としてケーブルに流しているだけなので、ノイズが入ることがある。

LANについて細かく説明
家、アパート、ビル、フロアなどの狭い範囲のネットワークをさす。
その範囲のパソコン、プリンタ、その他デバイスを相互につなげてネットワークを構築する。
同じLANのデバイスどうしなら、いつでも接続ができる。
LANケーブルでつながっている。
LANは小さい規模のネットワークなため、高速かつ高品質な接続が実現できる。

WANについて細かく説明
電気通信会社のケーブルを利用して、北海道ー沖縄などの長い距離の通信を実現する。
インターネットもWANということもできる。
LANは自前で引くことができるが、WANは規模が大きいため電気通信会社にお金を払い回線を借りる必要がある。
ISDN(総合サービス・デジタル通信網)や、ADSL(非対称デジタル加入者線)CATV、などの回線がある。
WANはLANよりも低速であることが多い。

	LAN	WAN
範囲	狭い	広い
スピード	早い	遅い
品質	高い	低い
接続	常時	常時・間欠
ケーブル	自前	電気通信会社のもの
料金	無料	有料
対象	パソコンやデバイスどうしの接続	LANとLANを接続

##第3回プロトコルと帯域幅

プロトコル
通信で使用するルールのこと。
単につなげればOKと言うわけでがなく、そうやって通信するかの　前提条件であったり、ルールを決めないと、
カオス化してしまう。我々日本人同士では、日本語をお互いに話すという共通の前提条件があるから会話することが可能だが、
その前提条件がなかった場合、会話が成立しないというのと同じ原理。何種類かプロトコルがある。

TCP/IP
もっとも有名な通信プロトコル。
実際は複数のプロトコルの集合体だがまとめて一つにしてしまっている。
TCPというプロトコルとIPというプロトコルの二つからこの名前が生まれた。

TCP/IP以外のプロトコル
IPX/SPXやNetBEUIなどもあるがTCP/IPがデファクタスタンダードになっている。

データ転送速度
1秒間に何ビット送ることができるかを表す。
単位はbps(bit per second)で1bpsは1秒間に1bitの情報を送ることができるということ。

帯域幅
ケーブルの性能や、規格を表す時に使われるが、最近はデータ転送速度を表す言葉になっている。
本来の意味は、使用できる周波数の幅という意味。
幅が広い→使える周波数が多い→データの転送速度が速いという意味で使われていた。
帯域幅が広い・狭いとか、使う・使わないという表現をする。
例えば、ベルトコンベアを帯域幅、データを部品とする幅の狭いベルトコンベアと広い
ベルトコンベアを比較してみよう。部品流れる速度が同じだった場合い幅が広い方がより多くの部品を供給できる。
仮に大きな部品を運ぶことになった場合、狭いベルトコンベアだとすぐキャパがいっぱいになってしまうが、広いものだと、
より多くのものが狭いものよりも運ぶことができる。だから早いベルトコンベアということができる。
帯域幅もそれと同じような表現だ。
つまり帯域幅が広いとデータ送信速度が早いと言える。

ブロードバンドとナローバンド
バンド・・・幅
ブロード・・・広い
ナロー・・・狭い

もうお気づきになったかもしれないが、ブロードバンドは帯域幅の広い回線（CATVやADSLなど）のことをさし、
ナローバンドは帯域幅が狭い回線（通常の電話回線など）を指す言葉。

##第４回ネットワーク・モデル

ネットワーク・モデル
プロトコルの他にも使用する機器についてや、ケーブルを流れる信号について、データの表現方法についてなど
様々な統一された規格。今となって規格は統一されているが、昔は、メーカーによって独自なものが多かったため、
A社とB社はつなげることはできるがA社とC社はダメだったり、C社とD社はできるとかメーカーによりばらつきがあり、
ネットワークの利点であるリソースの共有ができないことがあった。この問題を解決するために、ネットワーク・モデル
を作り出した。

OSI参照モデル
現在使われているネットワークモデルのこと。
ISOが以下のように定義した。

階層	層の名前	English
第７層	アプリケーション層	Application Layer
第６層	プレゼンテーション層	Presentation Layer
第５層	セション層	Session Layer
第４層	トランスポート層	Transport Layer
第３層	ネットワーク層	Network Layer
第２層	データリンク層	Data-Link Layer
第１層	物理層	Physical Laye

いい例が思いつかなかったのでそのまま引用します。

インター博士
うむ。簡単な例でいえば、そうだな手紙にしよう。相手に手紙で意思を伝えたいと思った。
それにはいくつかの手順が必要だな？

ネット助手
手紙を書いて、ポストに出す？

インター博士
それだけか？
まず、内容を考える。何語で書くか決める。

ネット助手
そんな所まで？

インター博士
そうだ。
内容を書く、封筒に入れる、宛名を書く、切手を貼る、ポストに出す。

ネット助手
すると次は。
郵便局員がポストから回収する、郵便局へ運ぶ、仕分けする、相手側の郵便局まで運ぶ…。

インター博士
いいぞ、ネット君。その通りだ。このように通信には段階がある。
大雑把にわけると、「内容」「表現」「伝送物」「伝送」となるかな。

ネット助手
内容を決めるが「内容」。
何語で書く、内容を書くが「表現」ですか？

インター博士
そうなるな。「伝送物」は便箋・封筒になるな。「伝送方法」はポスト・郵便局員・郵便トラックになる。
そして、これらにはそれぞれ別のルールが必要だよな？

ネット助手
そうなりますね。
手紙の書き方と、配達の仕方が同じルールなわけないですもんね。

インター博士
そうだ。段階に応じて、それぞれルールが必要になる。
つまり図にするとこんな感じだ。そして、この段階は上から順に行われる。

| 段階 | 行うこと・するもの | ルール |
|:-----------------|------------------|:------------------|
| 内容 | 伝えたい事を考える |明瞭に・簡潔に。|
| 表現 |手紙に書く|相手がわかる言葉で。文語文にする。|
| 伝送物 |便箋・封筒・宛名 |定型の便箋・封筒。切手や宛名の書き方|
| 伝送 |郵便局員・郵便トラック |宛先までの道を決定する|

ネット助手
ははぁ。確かに段階に応じて、それぞれの役割にあったルールがありますよね。

引用元：第４回ネットワーク・モデル

##第５回OSI参照モデル

「アップセットね、デブ！」
有名なOSi参照モデルの覚え方
ア・・・アプリケーション層
ップ・・・プレゼンテーション層
セ・・・セッション層
ト・・・トランスポート層
ネ・・・ネットワーク層
デ・・・データリンク層
ブ・・・物理層

なぜ階層に分けたのか？
機能を理解しやすいから。

各レイヤーはひとつのレイヤーで独立していて、１レイヤーだけで完結している。
なのでひとつの層を頭に入れようとした際に他のレイヤーを無視することができる。
またある層の機能に変更があったとしても、他のそうには影響がない。

それぞれの層の役割

アプリケーション層・・・ネットワークの入り口みたいなもの。ネットワークが利用可能かを判断する。

プレゼンテーション層・・・データの形式を決める。

セッション層・・・通信の開始や終了、同一性の維持などの管理をする。

トランスポート層・・・信頼性の高い通信サービスを保証

ネットワーク層・・・データの伝送・運ぶルートの決定・宛先の決定

データリンク層・・・ケーブルで直に接続されている機器とのデータのやり取りの制御

物理層・・・電気・機械的なルールを決めた層

##第６回OSI参照モデルとカプセル化

カプセル化
OSI参照モデルでは、上の層から順番に制御データをつけていく。
そして、最下層（物理層）までいくと電気信号化されて、相手に送られる。
また受け取った側は逆に最下層から順番に受け取ったデータから今度はカプセル化の逆のことをして元のデータにする。

それぞれの階層で付与するデータは以下の通り

トランスポート層・・・制御データを追加する（セグメント）

ネットワーク層・・・データの伝送・運ぶルートの情報などを追加（パケット）

データリンク層・・・機器とのデータのやり取りの制御の情報を追加（フレーム）

物理層・・・ビットに変換

受け取った側はこれと逆の処理をする

具体例は本家の方がわかりやすいので引用します

インター博士
宅配便の方がわかりやすいのでな。
ネット君、宅配便とはどんなものだね？

ネット助手
どんなものって。
あれでしょ、送りたいものをダンボールに詰めて、コンビニかどっかで送ると相手につくっていう。クロネコ○マトとか、佐○急便がやってる。

インター博士
そうだ。送信元から宛先へ運ぶ。
通信では、運びたいものをデータ、それを入れたダンボール全体をデータユニットと呼ぶ。

ネット助手
データと、データユニットですか。

インター博士
宅配便を送るときの手順を言ってみたまえ、ネット君。
前のように細かくだ。

ネット助手
え～っと、まず送りたいものを用意する。
それをダンボールに入れる。

インター博士
送りたいものが、グラスのような割れやすいものだったらどうする？

ネット助手
新聞紙でくるみます。あとはプチプチを入れたり。

インター博士
プチプチ…。まぁわかりやすくていいが。
プチプチもしくは新聞紙でくるんで、ダンボールに入れて、次は？

ネット助手
規定の配達表に、宛先と送り主を書いて。
コンビニに渡して。そうすると、宅配便の運ちゃんが集荷に来て、配送所に運んで。

インター博士
集荷に来た時点で、運ちゃんが配送表というものをつける。誰が受け取って、何処行きで、とそんな感じの事を。
まぁ、ともかくそこまででいい。上出来だ。

ネット助手
えへへ。

~省略します~

インター博士
受け取った側は逆の順番を行うわけだ。
「配送表をはがす」「宛先をはがす」「ダンボールから出す」「緩衝材をとる」で、中身が手に入る、と。

ネット助手
なるほど、確かにそうなりますね。

インター博士
さて、ここでまた質問だ。
何故こんな面倒くさいことをするんだ？ そのまま送ってしまえばいいだろう？

ネット助手
え、だって。緩衝材やダンボールで保護しないと壊れちゃうかもしれないし。
宛先を貼らないと、どこへ届けていいかわからないし。

インター博士
そうだ!! いいぞ、ネット君。
つまり運ぶためには、いろいろ運びたいもの（データ）以外のものも必要なのだ。

##第７回OSI参照モデルとカプセル化

ネットワーキングメディア
LANケーブルなどの電装媒体

ホスト
ネットワークに接続された、コンピュータのこと

NIC
読み方は「ニック」。ケーブルとパソコンを繋げる機械のこと。
パソコンのマザーボードに差し込むLANボードのこと。
こんな奴

ネットワーキング・デバイス
データや通信を制御する機器のこと

物理層・・・リピータとハブ
　　　　　電気信号を増幅させたり、分配したりする

データリンク層・・・ブリッジとスイッチ
　　　　　　　　データを通す・通さないという制御をする

ネットワーク層・・・ルーター
　　　　　　　宛先までのルートを決定する