初詣合格祈願基本情報技術者講座 通信ネットワーク２
ネットワークアーキテクチャ
＜ネットワークアーキテクチャとは？＞
ネットワークアーキテクチャとはネットワークの構成要素の機能や、プロトコルの体系化のことです。コンピュータで使うアーキテクチャという用語の意味は”コンピュータ全体の設計思想”という意味です。
＜ＯＳＩ基本参照モデル＞
ＯＳＩとはOpen System Interface（開放型システム間相互接続）の略で、ネットワークアーキテクチャをＩＳＯ（国際標準機構）が標準化したものがこれです。ＯＳＩはネットワークアーキテクチャの国際標準となっています。
ＯＳＩ基本参照モデルでは、ネットワーク機能が、第一階層（レイヤ）〜第七階層にわけられ各階層ごとにプロトコル（通信規約）が定められています。 下位層から上位層ににつれて高度データ通信機能を提供することになっています。
| 層 | 名称 | 主な役割 |
|---|---|---|
| ７ | 応用層 | 業務処理データ通信 |
| ６ | プレゼンテーション層 | 情報表現形式の互換 |
| ５ | セション層 | 対話モード管理 |
| ４ | トランスポート層 | データ輸送品質保証 |
| ３ | ネットワーク層 | 通信網のモデル化 |
| ２ | データリンク層 | 伝送制御手順 |
| １ | 物理層 | ビット列の転送 |
ローカルエリアネットワーク
＜ＬＡＮ＞
ＬＡＮは、企業内ネットワーク又は構内網と呼ばれ、そのネットワークの範囲は同一構内（学校内や企業内）というのでやりましたね。そのＬＡＮを通信回線を利用して他構内のＬＡＮと接続したものをＷＡＮといいます。このＷＡＮについても始めの方でやりました。
ＬＡＮには電話だけでなくコンピュータ、ファクシミリ、ＯＡ機器も接続できます。そして、その、コンピュータやファクシミリにはノードと言われるＬＡＮ制御装置を介してＬＡＮケーブルで 接続されます。
＜ＬＡＮの伝送媒体＞
ＬＡＮで利用される伝送媒体は、次の三種類に分類されます。
- ツイストペアケーブル
二本の線をよりあわせたケーブルで、最も簡単なものです。その中で１０ＢＡＳＥ−Ｔと呼ばれるものは伝送速度１０Ｍｂｉｔ／ｓです。Ｔとはツイストペアを意味してます。下の二種類に比べてノイズの影響を受けやすいです。しかし、着脱が容易で拡張性にも優れているので小規模ＬＡＮの支線用に適しています。 - 同軸ケーブル
一本の心線と周囲の電磁シールドからなる信号線で、ノイズに強いです。１０ＢＡＳＥ ５と呼ばれるものはイエロケーブルとも呼ばれ、幹線向きの同軸ケーブルです。 １０ＢＡＳＥ ２と呼ばれるものはイエロケーブルよりも径が小さく配線がしやすいケーブルです。どちらも伝送速度は１０Ｍｂｉｔ／ｓです。 - 光ファイバケーブル
安定した伝送特性で、種々のノイズの影響を受けにくく、軽量で、大容量伝送が可能です。数十Ｍｂｉｔ／ｓ以上の高速ＬＡＮやＦＤＤＩに使用されます。 → ＦＤＤＩ：光ファイバケーブルを使用した高速ＬＡＮ
＜ＬＡＮの構成＞
ＬＡＮの構成は次の二つの形からなります。
- クライアント／サーバ
クライアントとは、情報を依頼する機器でサーバとは情報処理を依頼されてそれを実行する機器のことです。ワークステーションがサーバ、パソコンをクライアントとするＬＡＮがこの例です。 - ピアツーピア
ピアとは仲間という意味で、ＬＡＮの全ての機器が対等な立場で、クライアントやサーバになることができる形式です。
＜LANの構成要素＞
ＬＡＮを構成するには
- 伝送路
- パソコン
- ワークステーション及びこれらに装着するＬＡＮボード
- 伝送路と接続するケーブル
- トランシーバと呼ばれるケーブル接続装置
- ＬＡＮを運用するネットワークＯＳ
＜LANの形態とそのアクセス方式＞
ＬＡＮの形態にはスター形、リング形、バス形の三種類のものがあります。一つずつその形態とアクセス方式について説明していきます。
- スター型
- 特徴
中央の制御装置（ＰＢＸ）が故障すると機能が失われます。 - アクセス方式
時分割多重方式（ＴＤＭＡ）
→スター形のように複数のデータチャネルを持つ高速ＬＡＮに適応されます。各チャネルに一定の時間単位（タイムスロット）が与えられ伝送します。
- 特徴
- リング型
- 特徴
一つのノードが故障するとループが切断されます - アクセス方式
トークンパス方式
→リング形及びバス形に適用されます。伝送を許可するフリートークンがＬＡＮ上を常に巡回し、各ノードはこれを捕まえて送信権を得る、という方式です。
- 特徴
- バス型
- 特徴
イーサネット方式とも呼ばれ広く使用されています。端末から同時に発信されたデータの衝突を回避する方法が必要になります。 - アクセス方式 トークンパス方式
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式
→バス形ＬＡＮに適応されます。全てのノードが伝送路上のキャリア信号を常に監視し、自分が伝送できる状態になるまでまってから、 送信する方式です。 複数のノードが同時に送信するときに、信号の衝突が起きるので、互いに衝突を検知し、一定時間まってから 再び送出する方式をとります。
- 特徴
＜ＬＡＮ間接続装置＞
- ＯＳＩの物理層同士のＬＡＮ間接続にはリピータという装置を使います。
- ＯＳＩのデータリンク層同士のＬＡＮ間接続にはブリッジという装置を使います。
- ＷＡＮのように、通信回線を介した広域ＬＡＮ間の接続にはルータという装置を使用します。（ネットワーク層）
- 異なるプロトコルのＬＡＮ間の接続にはゲートウェイという装置が必要となります。
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