まとめ 基本情報技術者 ネットワークについて

回線

• データの単位

  • ビット、バイト
  • オクテット（8ビット）

• 回線速度

  • その回線でやり取りできる最大の速さ（bps）

• 伝送速度

  • その回線でやり取りする実際の速さ

• 伝送効率（回線利用率）

  • 回線速度に対する伝送速度の割合

  • 計算式

    伝送効率（%）＝ 伝送速度 ➗ 回線速度

• 伝送時間（転送時間）

  • 指定の量を伝送するのに要する時間

  • 計算式

    伝送時間 ＝ データ量 ➗ 伝送速度

• 伝送方式

  • 回線交換方式
    • 通信回線を占有して情報のやり取りをする方法
    • 伝送時間が遅れることはない
  • パケット交換方式
    • データをパケット単位に分割して、複数の回線を使用して情報をやり取りする方法
    • パケット
      • データを小分けにして、それぞれにヘッダ（制御情報）をつけた単位

• D/A変換器（D/Aコンバータ）

  D：デジタル → A：アナログ 変換する装置

  • A/D変換器はその逆

• パリティチェック方式

  • 「奇遇検査方式」
  • 送信するビット列に「検査用のビット（パリティビット）」をつけて送る方式
  • 全ての誤りを見つけるのは無理

• CRC方式

  • データを予め決められた「多項式」で割り算し、その「余り」をチェックデータとしてつけて送信する方式

IPアドレス

• IPアドレス

  • 32ビット

  • コンピュータを識別する番号

    • 最終目的値

  • ネットワーク部

    • 所属するネットワークを示す

  • ホスト部

    コンピュータのアドレスを示す

• ポート番号

  • アプリケーションごとの「情報の出入り口を示す値」
  • コンピュータ上のどのアプリと通信するかを識別するため

• MACアドレス

  • 「ネットワーク機器ごと」に割り振られている固有の宛先

  • 最終目的までの次の通信相手

  • ベンダーID

    ネットワーク機器メーカに割り与えられたコード

  • 固有製造番号

    各メーカが自社の製品に割り当てた一意のコード

• IPv4とIPv6

  IPv4 = 32bit（43億）

  IPv6 = 128bit（34兆の1兆倍の1兆倍）

• グローバルIPアドレス

  インターネットに接続するコンピュータに割り当てられる「世界で唯一のIPアドレス」

• プライベートIPアドレス

  LAN内だけで利用するIPアドレス

• NAT

  • プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術
  • 外部と通信する際に、ルータのグローバルIPアドレスを借りてインターネットに接続するときに利用

• NAPT

  • 「複数のプライベートIPアドレス」を「1つのグローバルIPアドレス」に変換する技術
  • 同じLAN内で複数のコンピュータがルーターを経由してインターネットに接続できる
  • ルータによって最大数が違う

• DHCP

  • 「IPアドレス」を各コンピュータに「自動的に割り当てる」プロトコル
  • LAN内にプラーベートIPアドレスを配る時に、重複せず適切なIPアドレスが割り振られるように制御してくれる

IPアドレス計算

• ホストアドレスの範囲

  • 「ネットワークアドレス」・・・・ホストアドレス部分が全て「０」
  • 「ブロードキャストアドレス」・・ホストアドレス部分が全て「1」

  IPアドレス「192.168.1.1」、サブネットマスク「255.255.255.0」の場合

  1. ネットワークアドレスは「192.168.1.0」となります。

  2. ネットワークアドレスは最後の8ビット(ホスト部分)が「全て0」、つまり「192.168.1.00000000」となります。

  3. このネットワークでは端末に設定できるホストアドレスの範囲はネットワークアドレスとブロードキャストの2つを除外した「192.168.1.1から192.168.1.254」となります。

• IPアドレスとサブネットマスク1

  IPアドレスとサブネットマスクは、どちらも全体で 32 ビットの数値であり、それを 8 ビットずつドットで区切って、それぞれの部分を 10 進数で示します。

  問題に示された、 255.255.255.240 というサブネットマスクを 2 進数で表すと、

  11111111.11111111.11111111.11110000
  

  10.170.70.19 という IPアドレスを 2 進数で表すと

  00001010.10101010. 01000110.00010011
  

  です。上位 28 ビットの

  00001010.10101010. 01000110.0001
  

  がネットワークアドレスですが、ネットワークアドレスだけを示すときは、ホストアドレスの部分を 0 で埋める約束になっています。

  したがって、下位 4 ビットを 0 で埋めた

  00001010.10101010. 01000110.00010000
  

  がネットワークアドレスであり、 10 進数で示すと、 10.170.70.16 になります。選択肢イが正解です。

• プレフィックス表記

  1. この問題のホストアドレスは何ビットでしょうか？　プレフィックス表記が「/23」となっているので、「32ビットのうち、先頭から23ビット目までがネットワークアドレスを表す」ということになります。つまり、残りの**「9ビットがホストアドレス」**となります。
  2. 次に「2進数の9ビットで表現できる値の範囲」を考えてみましょう。「2の9乗」で表現できる値は「0から511」までの512種類となります。
  3. このうち、端末に設定できない値は**「0(ホストアドレスが全て0)」のネットワークアドレスと「511(ホストアドレスが全て1)」**のブロードキャストアドレスの2つになります。
  4. したがって、端末に設定できるアドレスの範囲は「1から510」、設定できる台数は「最大510台」となります。

サブネットマスク

• サブネットマスクとは

  • IPアドレスのネットワーク部とホスト部を区別するための番号

  • ネットワーク部を1で示す

  • ホスト部を0で示す

• アドレスプレフィックス表記法

  • IPアドレスに含まれる「ネットワーク部の桁数」を表す方法
  • IPアドレス / ネットワーク部の桁数
  • 10.10.70.19 / 28
    上記では28ビットがネットワーク部
    残りの4ビットがホスト部だと表している

• ネットワークアドレス

  • ホスト部が全部「0」のIPアドレス
  • LANの識別に利用

• ブロードキャストアドレス

  • ホスト部が全部「1」のIPアドレス
  • 同一ネットワークの全てのホストと通信するときに利用

通信プロトコル

• モデル

  • OSI基本参照モデル
  • TCP/IP

• ネットワーク機器

  • リピーター

    • 物理層でデータの中継を行う装置
    • 長いケーブルを通ってきて、弱まった信号を「修繕」する役割

  • ブリッジ

    • データリンク層でデータの中継を行う装置
    • MACアドレスを見て、「データを別のLANに渡すべきか」を判断
    • 複数のLANを繋いだものを「スイッチングハブ」や「L2スイッチ」などという
    • 他のLANへのデータなら全てのLANに送る

  • ルータ

    • ネットワーク層でデータを中継する装置
    • データのIPアドレスを見て「ルーティング」を行う
    • ルーティングとは「経路選択」
    • 指定されたLANにだけ送る
    • L2スイッチに「ルーティング」機能をつけたのが「L3スイッチ」

  • ゲートウェイ

    トランスポート層以上で「異なるプロトコル」へのデータを中継する装置

メール

• MIME
  • 電子メールでマルチメディアをさまざまな形式で転送するための規格
  • 電子メールは英語圏の規格なので、日本語を一旦英語の文字コードに変換して転送している。この時に使用されるのがMIME。
  • S/MIME（メールを暗号化する規格）