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LANとWAN(物理層〜データリンク層)

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1:ネットワークの形態
 ネットワークの形態のことをトポロジーと言います。代表的なトポロジーには、パス型、スター型、リング型があります。

2:イーサネット(有線LAN)
 イーサネットは、当初、米国ゼロックス社が開発した独自のLAN規格でしたが、のちに、IEEE802.3として標準化され、広く普及しました。時代とともに、当初のイーサネット(IEEE802.3)からファストイーサネット(IEEE802.3u)。Gビットイーサネット(IEEE802.3ab)という形で発展していき、より高速な伝送が行えるようになっています。
 イーサネットの各規格は次の命令規則に従って名前がついています。

 データ伝送速度(Mbps) + 伝送方式(BASE) +   伝送距離 伝送媒体
               BASE:ベースバンド方式  2:約200ml
                            5:500m
                            T:ツイストペア
                            F:光ファイバ

  イーサネットでは、MACアドレスを用いてフレームの届け先を指定します。MACアドレスは、ネットワークカード(NIC:Network Interface Card)につけられている48ビットのアドレスです。ネットワークカードごとに異なる番号のMACアドレスがつけられています。MACアドレスは、00:12:34:56:7a:bc
のように16進数値を「:」や「-」で区切って表記します。MACアドレスの前半24ビットはベンダ番号、後半24ビットはベンダが管理する製造番号です。

3:無線LAN
 周波数2.4GHz、5GHzの電波を用いて通信を行います。市販の機材(認定された機材)であれば、免許不要で利用できます。

 無線LANには、アドホックモード、インフラストラクチャモードの2つの運用方式があります。
 アドホックモードは、機器間で直接通信をする運用方式です。携帯用ゲーム機機などで多く使われています。
 インフラストラクチャモードは、アクセスポイント(新規)を設置して、アクセスポイントを介して通信を行う運用方式です。パソコンの接続に多く使われています。
 パソコンをアクセスポイントに接続する際には、ESS-IDと呼ばれるグループ識別子を設定する必要があります。接続するアクセスポイントに設定されているESS-IDと同じものをパソコンに設定します。

「無線LANの規格」
①規格:IEEE802.11n 周波数:2.4GHz/5GHz 最大伝送速度600MBps 通称名:Wi-Fi4
②規格:IEEE802.11ac 周波数:5GHz 最大伝送速度6.9Gbps 通称名:Wi-Fi5
③規格:IEEE802.11ax 周波数:2.4GHz/5GHz 最大伝送速度9.6GBps 通称名:Wi-Fi6

4:無線LANの高速化技法
 無線LAN通信を高速化する技法には次のものがあります。

①MIMO:複数のアンテナを用いて通信することによって、通信品質を向上させたり、複数のデータの流れ(データストリーム)で同時に通信することで、高速通信を実現する技術である。

②チャネルボンディング:隣接するチャネルを束ねて同時に利用する技術である。どうをに例えれば、1車線道路から2車線道路にするというイメージである。チャネルを束ねて使うことにより、通信帯域(単位時間に送信できるデータの量)を増やせる。

5:無線LANセキュリティ
 無線LANは電波で通信をおこなっています。電波は誰でも傍受することができますから、無線LAN端末とアクセスポイント間の通信を安全に保つために暗号通信を行います。
「無線LANの暗号通信の規格」
①WPA2:WEPやWPAの後継として用いている方式である。プロトコルにIEE802.11iで規定されてるCCMPを利用する。暗号方式にはAESを用いる。KRACKsと呼ばれる攻撃手法があり、危険性が指摘されている。

②WPA3:WPA2の後継として策定された方式である。WPA2との相互運用が考慮されている。CCMP/AESによる暗号化を行う点はWPA2から変わりがないが、ハンドシェイク手順(無線LAN端末とアクセスポイント間の制御情報の交換手順)の改善やロックアウト機能の追加などがされている。

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