情報通信ネットワークの変遷
モールス信号
電信
電気、音響、発行信号などで伝達可能
端点(・)と長点(-)を組み合わせてアルファベットや数字、記号を表現
電話
電磁誘導を応用し、音波による振動を電気に変換して伝達
メッシュ型接続
N個の電話機をつなぐ場合(N-1)*N/2本回線が必要
交換機の導入<-回線の本数を削減
手動交換機>>>自動交換機(ステップバイステップ方式)
日本でクロスバ交換機を導入
トランジスタの発明
トランジスタとは
増幅、スイッチ動作をする半導体素子
transfer(伝送)+register(抵抗)=transistor
デジタル回路の論理素子
現在はICに取って代わられている
アナログからデジタルへ
サンプリング定理
原信号の最大周波数の2倍の周波数で標本化した信号はローパスフィルタで広域成分を除去することで現信号を還元に復元可能
電話回線では
人間の音声(0.3~4kHz)の2倍を超える8kHzでサンプリング->良好な音質を再現
デジタル交換機
超多重・即時処理
無中断アップグレード
対故障技術(冗長性)
コンピュータネットワーク
ARPANET(国防総省,インターネットの原型)
核攻撃下でも生き残るネットワークを目指した
分散型ネットワーク
パケット交換方式(<->電話は回線交換方式)
1980年初頭よりTCP/IPによる通信のみに切り替え
レイヤー、プロトコルの概念
レイヤーの概念
上位と下位のように階層化
各レイヤーは独立に開発可能(モジュール化)
- モールス信号(上位層:モールス符号,下位層:物理層(電気、音、光、無線))
- アナログ電話通信(上位層:アナログ信号(音声),下位層:物理層(電気、無線))
プロトコルの概念
プロトコル : 規約、規定
コンピュータ同士がネットワークを介して通信を行うために決められた「約束ごと」
(ex IP,ICMP,TCP,UDP,HTTP,...)
CPUやOSが異なるコンピュータ間で通信可能にするため
ビッグエンディアン：上位バイトから順に格納、リトルエンディアン：下位バイトから順に格納
OSI参照モデル：ネットワークプロトコルを単純化するためのモデル
通信に必要な機能を7つの階層に分けた。
7. アプリケーション層
6. プレゼンテーション層
5. セッション層
4. トランスポート層
3. ネットワーク層
2. データリンク層
- 物理層
アプリケーション層
プレゼンテーション層
セッション層
トランスポート層
パケットの再送
ネットワーク層(IP層)
パケットの経路制御
データリンク層
フロー制御、ビット訂正
物理層
下位層から見て上位層から受け取るものをペイロードという
通信方式の種類
①
- コネクション指向型(CO-mode)：データ送信の前にコネクションの確立。TCP
- コネクションレス型(CL-mode)：コネクションの確立や切断処理がない。送信したいホストはいつでもデータ送信可能。IP
②
- ユニキャスト：1対1,CO,CL
- マルチキャスト：1対多,CL
- ブロードキャスト：1対全,CL
③
- 回線交換
「回線」を占有=>「品質」保証
「帯域」の無駄が多い、コストがかかる
- パケット交換
「回線」を共有できる=>「帯域」を有効利用可能
「品質」を保証できない<=「混雑」する、遅延が揺らぐ、廃棄も起こる
パケット交換が主流
柔軟な容量管理
CL通信が実現=>コネクション確立不要、相互接続が楽
CO通信も実現可能
高機能、低価格
賢い端末(TCP:高度な処理)とバカなネットワーク(IP:パケットの転送)