データネットワークとネットワーク技術データを転送する最も簡単な方法

現在はデータネットワークの分野で急速な発展を遂げています。ネットワークの種類はかなりたくさんあります。一般的な意味でのネットワークの定義は、通信チャネルとリソースへのアクセスを多重化するためのシステムです。
   - ローカルネットワーク（LAN、ローカルエリアネットワーク）
   - 都市型（MAN、メトロポリタンエリアネットワーク）
   - 地域（WAN、ワイドエリアネットワーク）
   - グローバル（InterNet、FidoNet、FreeNet）
   グローバルネットワークの他の部分との主な違いは、無制限の加入者数です。各ネットワークの一意性は、データ転送媒体へのアクセス方法によって決まります。ファイバとツイストペアの出現により、ネットワークは光ケーブルとケーブルの使用にますます依存するようになりました。」ツイストペアセキュリティと情報品質が大幅に向上し、データ転送速度と帯域幅の範囲が拡大しました。

以下は、一般的なネットワークテクノロジの概要です。このレビューは理論的な喜びを装うものではありません - 著者の仕事は異なります。特定のテクノロジーの本質を特徴付ける基本的な概念を特定することです。

表1

技術	転送速度	トポロジー	基本デバイス	ネットワークアクセス方式
	ヨーロッパアメリカ E1 - 2Mb / s T1 - 1,5Mb / s E2 - 8Mb / s T2 - 6Mb / s E3 - 34Mb / s T3 - 45Mb / s E4 - 140Mb / s T4 - 274Mb / s	ポイントツーポイント	備品 E1、E2、E3、E4 または T1、T2、T3、T4	時間的古同期多重化法
	STM-1 155 Mbit / s STM-4 622 Mbit / s STM-16 2.5 Gbit / s STM-64 10 Gbit / s	二重リングポイントツーポイント	SDHスイッチ
	STS-1、OC-1 52 MB /秒STS-3、OC-3 155 MB /秒STS-12、OC-12 622 MB /秒STS-48、OC-48 2.5 Gb /秒	二重リングポイントツーポイント	sONET / SDH機器	時間同期多重化方法
	10イーサネット - 10 Mbpsファストイーサネット - 100 Mbpsギガビットイーサネット - 1 Gbps 10 Gイーサネット - 10 Gbps 40 Gイーサネット - 40 Gbps 100 Gイーサネット - 100 Gbps	タイヤスター	ルーティングスイッチ	多重アクセス方式
		二重リング	ハブ	マーカー法
		二重リング	ネットワークfddiアダプタ	マーカー法
	155 Mbps 622 Mbps 2.5 Gbps	ポイントツーポイント	ATMスイッチ	非同期多重化方法
	155 Mbps 622 Mbps 2.5 Gbps	二重リング	ルーター Cisco 7200 Cisco 7500 Cisco 12000	iPパケットの動的転送
xDSLファミリー	ADSL - 3.5 Mbps HDSL - 2 Mbps SDSL - 2 Mbps VDSL - 26メガビット/秒 SHDSL - 2,32 Mbit / s UADSL - 384 Kbps IDSL - 144 Kbps	ポイントツーポイントスター		デジタル信号処理
	APON - 155 Mbps BPON - 622 Mbps EPON（GEPON） - 1 Gbit / s 10 GEPON - 10 Gbit / s GPON-1 Gbit / sおよび2.5 Gbit / s	リング、ポイントツーポイントツリー	光スプリッタ	ＷＤＭ多重化方法および時分割多元接続方法

上記の表1のコメント

ＰＤＨ技術は、パルス符号変調（ＰＣＭ）を使用して一次ネットワークにおいてデジタルデータ伝送を提供する最初の技術の１つである。特別な交換装置の助けを借りて、アナログ電話信号はデジタル情報の流れに変換されます
   - SDHテクノロジは、PDHテクノロジをさらに発展させたもので、後者とは異なり、非常に安定したデータ同期でプライマリネットワークの信頼性の高い制御と自己診断を提供します。
   - SONETテクノロジはSDHテクノロジのアメリカ版です。
   - イーサネットテクノロジは、ローカルコンピュータネットワークの構築に使用されています。これは、光ケーブルとツイストペアを伝送媒体として使用し始めた最初のテクノロジです。これにより、イーサネットネットワークの速度が驚くほど向上しました。データレートは10 Gbit / sに達しました。 40ギガビットイーサネットおよび100ギガビットイーサネットプロトコルが、40 Gbpsおよび100 Gbpsの速度で近づいています。
   - ATMテクノロジは、データトラフィックと音声トラフィック、およびビデオトラフィックの両方を高速で転送するという概念に基づく比較的新しいネットワーク開発です。
   - FDDI技術はトークンリングの高度な開発です。主に、これらの構造は同じで、データ転送速度と符号化アルゴリズムの違いは同じです。
   - DPTテクノロジは、国際標準であると主張する最新のネットワーク開発です。 DPTネットワークの基本概念は、IPトラフィックの効率的な送受信です。
   - 既存の電話回線を使用したxDSLテクノロジは、電話とインターネット、ファックス、電子メールが正常に共存する、加入者への対話型アクセスの分野でその役割を果たしました。
   - PON技術は、比較的短期間で個々のユーザーをサービスプロバイダーに接続する問題を解決することを可能にした急速に発展している技術です。

各技術者についての詳細

ＰＤＨ（Plesiochronous Digital Hierarchy）技術は、アナログ電話信号（ＰＣＭ）のデジタル処理の原理および時間多重化（ＴＤＭ）の方法を使用するデジタル一次（基準）ネットワーク技術である。この時分割多重化方法の本質は次の通りである。スイッチを使用して、入力加入者チャネルはある時間間隔、いわゆるタイムスロットの間共通通信チャネルに順次接続され、共通チャネルの受信側でスイッチはフローを別々のサンプルに分離し分配する。対応する受信加入者チャネルＰＤＨアーキテクチャは、いくつかの階層の速度、したがって、いくつかのチャネルのデジタル情報フローを有する。一次ネットワークにとって基本的な第１レベルはＥ１と呼ばれ、ヨーロッパ規格によれば２．０４８Ｍｂｉｔ／ｓ、アメリカ規格によればＴ１＝１．５４４Ｍｂｉｔ／ｓに等しい。このレベルは、30の加入者速度（それぞれ64 Kbps）と2つのサービス速度（32 x 64 Kbps）、またはアメリカの標準による24の加入者と8サービスKbps（24 x 64 Kbps + 8）から形成されます。 Kbps）さらに、基本ストリームＥ１およびＴ１の助けを借りて、他のチャネルは速度の階層においてより高いレベルで編成される - Ｅ２／Ｔ２、Ｅ３／Ｔ３、Ｅ４／Ｔ４。これらのデジタルストリームの同期メカニズムは、古同期レベル、すなわち、同期レベルで動作することに留意されたい。ほぼ同期しています。これは、変換されたデジタルストリームが互いに小さい値だけ速度が異なるという事実につながる。そして、PDHネットワークが許容できる信頼性で機能するためには、特別な平準化ビットを追加することによって、追加の平準化レートオプションが必要です。しかし、このデジタルプラットフォームは、その構成上、伝送速度を大幅に向上させることはなく、プライマリネットワークデータを十分に制御および管理することもできません。デジタル情報フローPDHを使用して、高速で効率的なデータ転送を体系化できる、より高度なSDHテクノロジが登場しました。

SDH（Synchronous Digital Hierarchy）テクノロジは、デジタルプライマリネットワークとトランスポートネットワークのテクノロジです。それはPDH技術の高度なバージョンです。 SDHネットワークの主な情報構造は、STM-nと呼ばれる適切なレベルの階層を持つ同期転送モジュールです。 STM-1レベルは基本的なもので、155 Mbpsに相当します。ＳＤＨネットワークは、時分割（ＴＤＭ）を伴う同期多重化方法を使用する回線交換ネットワークの一種である。 SDHの概念により、入力データとしてPDHストリームを使用する信頼性の高いトランスポートネットワークを作成できます。 PDH / SDHシステム内のすべての情報は、CnコンテナとVC-n仮想コンテナによって送信されます。コンテナタイプCn - プライマリSDHネットワークの入力トランスポート構造：したがって、E1ストリームはC-12コンテナにパックされ、E3ストリームはC-3コンテナにパックされ、STM-1モジュールはC-4コンテナにパックされます。さらに、多重化および切替えの前に、経路に関する経路情報はＣ − ｎコンテナに埋め込まれる - 現在、そのようなコンテナは仮想ＶＣ − ｎコンテナと呼ばれる。同期デジタル階層を備えたテクノロジでは、多重化単位とも呼ばれます。 SDHネットワークでは、非常に安定した単一のクロックメカニズム、つまりクロックネットワーク同期（TTC）が機能します。最も好ましいトポロジはダブルリングです。情報トラフィックは最初のリングを介して送信され、2番目は同期データです。このリングは、障害や緊急事態が発生した場合にのみメインフローが通過するようにアクティブになります。

SONETテクノロジは、SDHテクノロジのアナログであるデジタルプライマリネットワークテクノロジです。 SONET設計の同期転送モジュールは、STS-n（電気信号）およびOC-n（レーザー赤外線）と呼ばれます。第一層、一次ネットワークの基礎、ＳＴＳ − １／ＯＣ − １は５２Ｍｂｐｓに等しい。 STS-3 / OC-3の3番目のレベルは、SDHアーキテクチャのSTM-1の1番目のレベルに対応します。 SDHネットワークと同様に、SONETは時間同期多重（TDM）方式を使用します。したがって、人々が同期デジタル階層を持つネットワークについて話すとき、彼らは略語SONET / SDHを持つ技術を意味します。

イーサネットについて現在この技術は、キャリア識別と衝突検出を伴う多重アクセスの方法（ＣＳＭＡ／ＣＤ）を使用する最も一般的なネットワークプロトコルのままである。簡単に言えば、このような多元接続方法では衝突を引き起こすことはできない。加入者間の共通チャネル上の同時データ伝送の状況。情報単位はフレームです。イーサネットテクノロジの詳細については、当社のWebサイトの「イーサネット上のISO / OSIモデルおよびIEEE 802.3規格」というタイトルの「有用な情報」のセクションを参照してください。

ＡＴＭ技術は、４８バイトのデータと５バイトのヘッダとからなる５３バイトの固定サイズセルによって情報を伝送する非同期方法を提供する。 ATMスイッチを介して、セルは到着時に多重化されます。このようなデータ圧縮は非同期多重化方法と呼ばれる。ＡＴＭネットワークは、仮想チャネル（ＶＣ）と仮想パス（ＶＩ）の２種類のインタフェースの仮想接続に焦点を合わせている。仮想チャネルは、相互作用の間、2つのエンドノード（加入者）間に接続を確立します。仮想パスは複数の仮想回線で構成され、スイッチ間の経路を形成します。 ATMネットワーク同期はクロックネットワーク同期（TTC）によって提供され、固定セル標準は保証された一定の処理時間を与えます - これはこの技術の明白な利点です。ＡＴＭの概念は、主な基準が異種トラフィック（デジタル、音声およびマルチメディアデータ）の高品質、高速伝送であるネットワークにおいて首尾よく使用されてきた。

ＦＤＤＩおよびトークンリング技術は、決定論的マーカデータ転送方法を使用し、転送権は加入者から加入者への中継によって引き起こされるので、簡単な方法でこの方法は中継と呼ばれる。この方法では、必ず加入者のロケーションのリングトポロジが想定され、2つのリングが構築されます。1つのリングは緊急事態または障害の場合のバックアップです。この方法の本質は以下の通りです。トークン、特別な制御パケットは、リングの周りを連続的に回転します。ここからもう1つメソッドの名前 - トークン！だから、マーカーが無料の場合 - それは加入者に転送する権利を与えます。無料のマーカーを受け取った加入者は、そのマーカーを話中にし、それに自分の情報パケットを添付し、そしてそのようなパッケージを輪の中で開始する。リング内の残りの加入者は、このパッケージを宛先用に分析します。加入者がその小包に宛てられていない場合、彼はそれを円で始めます。加入者が小包内で自分の住所を見つけた場合、彼はその情報を受け入れ、タグに承認済みの印を付けてから、その小包を再びリングの周りに送ります。自分の小包に入場の印を付けて受け取った送信加入者は、自分の情報パケットを削除し、そのトークン（トークン）を空きとしてマークし、さらにリングに沿ってきれいなトークンを送る。すべてがまた繰り返されます。

シスコシステムズが開発したDPTテクノロジーは、IPトラフィックの伝送を目的としたサービスプロバイダーをターゲットとした新世代の都市型ネットワークを構築するための国際標準として採用される段階にあります。 DPTは、IPパケットを動的に伝送するための技術です。この開発の原動力は、送信されたデータパケットに加入者（ノード）への最短経路を提供することです。最新技術のイデオロギーは、既存のネットワークを構築するためのアプローチを上手に利用することです。たとえば、SONET / SDH、トークンリング、FDDIなどです。これは二重リングのトポロジーの編成を示します。これはCiscoによる非常に効果的な動きです。 SONET / SDH、トークンリング、FDDIテクノロジの「ダブルリング」トポロジでは、2番目のリングトランクが障害、不連続などのバックアップとして使用されます。 DPTでは、2つのリングがアクティブモードで動作し、IPパケットは反対方向に回転します。1つのリングでは時計回り、もう1つのリングでは反時計回りです。そのような情報フローの編成は、特別なＳＲＰプロトコルが受信ノードへの最も関連性のある経路を選択することを可能にする。 DPTテクノロジは、すでに構築されているSONET / SDHおよびギガビットイーサネットネットワークに十分にモバイルに組み込むことができるため、興味深いものです。まあ、ネットワーク容量の面では、同じSONET / SDHと比較して、DPTにもっと多くのデバイスを含めることができます。

xDSLテクノロジファミリは、公衆電話網の既存の加入者回線を使用しています。そのようなネットワークが自給自足になるために、ネットワーク技術のすべての属性で、これは主にです：インターネットへの効率的なアクセス、加入者との対話型通信、xDSLの概念は3つの基本的な課題を解決しました。帯域幅回線、通信品質のレベルを大幅に引き上げました！最初のタスクはxDSLモデムの使用、2番目のタスクは固有の情報のコーディングの使用、3番目のタスクはデジタル信号処理方法の導入によって実行されます。したがって、xDSLファミリは、最も要求されているネットワークテクノロジの中でも、そのニッチを十分に占めています。

ＰＯＮ技術は、光ネットワークを構築するために２つの多重化方法、すなわちＷＤＭ多重化／逆多重化および時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を使用する。ＷＤＭ多重化は、単一ファイバ内の赤外線のレーザ束の波スペクトル圧縮である。時分割による多重（集合）アクセスの方法は、共通のデータ伝送チャネルにおける情報フローの衝突の事例を排除する特別な調停メカニズムを使用する。標準的に、PONネットワークはイーサネットフォーマットとのインターフェースで機能し、ラストマイル加入者パス上でOptics to Home（FTTH）の原則に従ってユーザーサービスの効率的な分配を提供します。 PONアーキテクチャは非常に簡単です。レーザトランシーバモジュール（トランシーバ）を備えた1つのアクティブな光センター端末（トランシーバ）と、そのレーザトランシーバモジュールを備えた多くのアクティブなリモート加入者ONT（光ネットワーク端末、ITU-T）またはONU（光ネットワークユニット、IEEE）加入者ノードがあります。）これらの機器の間には、電気やメンテナンスを必要としない、完全に受動的な光媒体があり、光ケーブルと光スプリッタで構成されています。 OLTの外部情報源は、インターネットプロバイダとケーブルテレビです。 WDMマルチプレックスとTDMA機器は、中央ノードと加入者ノードに統合されています。ダウンストリームフローはOLTコアから送信され、特定のONTアドレッシングを使用した1490 nmおよび1550 nmのWDMパケット信号から構成されます。これらのストリームは各加入者デバイスに到達し、そこで特定のユーザへのアクセス権を持つONTアドレスに対して情報がフィルタリングされます。すべての加入者デバイスからの逆方向（アップストリーム）フローは、1310 nmの波長で送信されます。時分割多元接続方法が異なるユーザからの信号の交差の可能性を排除するために使用されるのはこの流れの中である。すべてのONTは共通のタイミングソースから同期され、特定のタイムドメインが各ONTに割り当てられます。ＯＮＴノードは、その一時的ドメインが到着するまで、そのユーザから受信したデータをそのバッファに積み重ねなければならない。そのタイムドメインが到着すると、ONTはバッファに蓄積されたすべての情報をアップストリームに送ります。それは中央OLTノードによって受信され、そこでこのストリームはISPへのさらなるアクセスのために逆多重化されます。メディアコンバータとツイストペアを介してモデムを介して1490 / 1310nmの波のインタラクティブストリームは、コンピュータ、IP電話に接続されています。 1550nmでの流出流量で動作を保証ケーブルテレビ。 OLTノードとONTノード間の距離は20 kmに達することがあります。 OLTネットワークに埋め込むことができるONTの数は最大64ノードです。

この記事では、データネットワークを構築するための典型的なテクノロジに触れました。私達は最も重要で最も人気のある概念が多くのネットワーク開発の中から考慮されているという文脈で私達の読者の理解を願っています。
ご理解ありがとうございます。作者です。

ネットワーク伝送

http://www.do.rksi.ru/library/courses/kts/tema3_3.dbk

キーワード：パッケージ。

パッケージ- コンピュータネットワークを介して送信される情報の単位。

二次用語

ヘッダーは、パッケージの以下の情報を含む部分です。

送信元アドレス
宛先アドレス

データは、実際に送信されたデータを含むパケットの一部です。

トレーラー（またはトレーラー）は、パッケージを受け取るときにエラーをチェックするための情報を含むパッケージの一部です。

宛先パッケージ

データは通常大きなファイルに含まれています。ただし、コンピュータがデータブロック全体を送信すると、ネットワークは正常に機能しません。ケーブルを介して大量のデータを転送するときにネットワークの速度が低下するのには、2つの理由があります。

第１に、単一のコンピュータによって送信されるそのようなブロックはケーブルを埋め、ネットワーク全体の作業を「拘束する」。他のネットワークコンポーネントの相互作用を妨げます。

第二に、大きなブロックの転送におけるエラーの発生は、ブロック全体の再送信をもたらす。また、小さなデータブロックが破損した場合は、この小さなブロックだけを再送信する必要があるため、時間が節約されます。

待機時間を無駄にすることなく、ネットワークを介してデータを転送するために、素早く簡単にデータを転送するには、それらを小さな制御ブロックに分割する必要があります。これらのブロックはパケットまたはフレームと呼ばれます。「パッケージ」と「フレーム」という用語は同義語ですが、結局完全な同義語ではありません。特定の種類のコンピュータネットワークでは、これらの用語に違いがあります。

パッケージは、コンピュータネットワークにおける情報の基本単位です。データがパケットに分割されると、ネットワーク上のすべてのコンピュータが他のコンピュータとほぼ同時にデータを送受信できるように、データ転送速度が大幅に向上します。ターゲットコンピュータ（受信側コンピュータ）では、元のデータを復元するために、パケットが適切な順序で蓄積および配置されます。

データをパケットに分割するとき、ネットワークオペレーティングシステムは各パケットに特定の制御情報を追加します。それは提供します：

ソースデータを小さなブロックで転送する。

適切な順序でのデータ収集（受信時）

データのエラーチェック（アセンブリ後）

パッケージ構造

パッケージには複数の種類のデータを含めることができます。

情報（メッセージやファイルなど）

特定の種類のデータおよびコンピューター制御コマンド（例えば、サービスに対する要求）。

セッション制御コード（たとえば、エラーを訂正するための再送信要求）。

主成分

一部のコンポーネントはすべての種類のパッケージに必要です。

送信元コンピュータを識別する送信元アドレス。

送信データ

受信側コンピュータを識別する宛先アドレス。

データの将来の経路に関するネットワークコンポーネントへの指示

受信したコンピュータに、送信したパケットと残りのパケットを組み合わせて元の形式のデータを取得する方法に関する情報。

転送の正確さを確認するためのエラーチェック情報。

パッケージコンポーネントは、ヘッダー、データ、トレーラーの3つのセクションに分類されています。

図3.3.3 パッケージ構成要素

見出し

見出しに含まれるもの：

パケットが送信されたことを「話す」信号。

送信元アドレス

宛先アドレス

同期情報転送

データ

パケットのこの部分は実際に送信されたデータです。ネットワークの種類に応じて、そのサイズは異なります。しかし、ほとんどのネットワークでは、512バイト（0.5 KB）から4 KBの範囲です。

通常、ソースデータのサイズはパケットに配置されるために4 KBよりはるかに大きいので、それらをより小さなブロックに分割する必要があります。大きなファイルを転送するとき、多くのパッケージが必要になるかもしれません。

予告編

トレーラーの内容は、通信方式またはプロトコルによって異なります。ただし、ほとんどの場合、トレーラーには巡回冗長検査（CRC）と呼ばれるエラーチェックのための情報が含まれています。 CRCは、パケットと送信元情報の上の数学的変換の結果として得られる数です。パケットが宛先に到達すると、これらの変換が繰り返されます。結果がCRCと一致する場合、パケットはエラーなしで受信されました。そうでなければ、データは送信中に変化しているので、パケットの送信を繰り返す必要がある。

図3.3.4 形成されたパッケージ

パケットの形式とサイズは、ネットワークの種類によって異なります。そして最大パケットサイズは、次に、大きなデータブロックを転送するためにネットワークオペレーティングシステムによって作成されるパケットの数を決定します。

パッケージ形成

パッケージ形成プロセスは、ＯＳＩアプリケーション層で始まる。データが「生まれる」ところ。ネットワーク経由で送信する必要がある情報は、Appliedから始めて、7つのレベルすべての上から下に行きます。

送信側コンピュータの各レベルで、受信側コンピュータの対応するレベルに向けられた情報がデータブロックに追加される。たとえば、送信側コンピュータのリンクレベルで追加された情報は、受信側コンピュータのリンクレベルで読み取られます。

図3.3.5 パッケージ形成

トランスポート層はソースデータブロックをパケットに分割します。パケット構造は、2台のコンピュータが使用するプロトコル（受信者と送信者）によって決まります。さらにトランスポートレベルでは、受信側コンピュータが一連のパケットから元のデータを復元するのに役立つ情報がパケットに追加されます。ケーブルへのパスを完了した後、パケットが物理レベルを通過すると、他の6つのレベルすべてからの情報が含まれます。

パッケージアドレッシング

ネットワーク上のほとんどのパケットは特定のコンピュータ宛てのものであり、その結果、1つのパケットだけがそれらに応答します。各ネットワークアダプタカードは、ケーブルセグメントを介して送信されたすべてのパケットを「認識」しますが、パケットアドレスがコンピュータのアドレスと一致する場合にのみ動作を中断します。放送も使用されています。この種類のアドレスを持つパケットは、ネットワーク上の多数のコンピュータに同時に応答します。

広大な地域（または州）を網羅する大規模ネットワークでは、データ伝送のためのいくつかの可能な経路が提案されている。交換および相互接続ネットワーク構成要素はパケットアドレス情報を使用して最良の経路を決定する。

ネットワークコンポーネントは、パケットのアドレス情報を他の目的で使用します。つまり、パケットを宛先にルーティングし、それらが属していないネットワークのエリアにパケットを許可しないようにすることです。２つの機能がパケットの適切な分配において重要な役割を果たす。

パッケージプロモーション

コンピュータは、パケットヘッダーからのアドレスに基づいて、次の適切なネットワークコンポーネントにパケットを送信できます。

パケットフィルタリング

コンピュータは、アドレスなどの特定の基準に基づいて特定のパケットを選択できます。

トピックに関する結論

パケットは、コンピュータネットワークを介して送信される情報の単位です。

データをパケットに分割するとき、ネットワークオペレーティングシステムは各パケットに特定の制御情報を追加します。

パッケージコンポーネントは、ヘッダー、データ、トレーラーの3つのセクションに分類されています。

パケットの形式とサイズは、ネットワークの種類によって異なります。

パッケージ形成プロセスは、OSIアプリケーション層から始まります。

ネットワーク経由で送信する必要がある情報は、Appliedから始めて、7つのレベルすべての上から下に行きます。

送信側コンピュータの各レベルで、受信側コンピュータの対応するレベルに向けられた情報がデータブロックに追加される。

ネットワーク上のほとんどのパケットは特定のコンピュータ宛てのものであり、その結果、1つのパケットだけがそれらに応答します。

放送も使用されています。この種類のアドレスを持つパケットは、ネットワーク上の多数のコンピュータに同時に応答します。

自制のための質問

パッケージという用語を説明します。

パケットに分割された、コンピュータネットワークを介して送信されるデータは何ですか？

ネットワークオペレーティングシステムが各パケットに追加する特定の制御情報の機能は何ですか？

パッケージ構造は？

パッケージの「プロモーション」という用語はどういう意味ですか？

「フィルタリング」パッケージという用語はどういう意味ですか？

拡張ブロック

IPパケット構造

IPパケットは、ヘッダーとデータフィールドで構成されています。原則として、長さ20バイトのヘッダは、次のような構造になっています（図3.3.7）。

Version Numberフィールドは4ビットで、IPのバージョンを示します。バージョン4（IPv4）が現在広く使用されており、バージョン6（IPv6）への移行が準備されています。

IPパケットのIPヘッダー長（IHL）フィールドは4ビットを取り、32ビットワードで測定されるヘッダーの長さを示します。通常、ヘッダーの長さは20バイト（5つの32ビットワード）ですが、オーバーヘッドが増加すると、この長さはOptionsフィールド（IP Options）に追加のバイトを使用することによって増やすことができます。最大のヘッダーは60オクテットです。

Type of Serviceフィールドは1バイトで、パケットの優先順位とルート選択基準のタイプを設定します。このフィールドの最初の3ビットはパケット優先度サブフィールド（Precedence）を形成します。優先順位は、最低の0（通常のパケット）から最高の7（制御情報のパケット）までの値を持つことができます。ルーターとコンピューターは、パケットの優先順位を考慮して、より重要なパケットを最初に処理することができます。 Type of serviceフィールドには、ルート選択の基準を定義する3ビットも含まれています。実際には、低遅延、高信頼性、高スループットの3つの選択肢から選択されます。設定されたD（遅延）ビットは、このパケットの配信遅延を最小にするために経路を選択し、スループットを最大にするためにTビットを、配信信頼性を最大にするためにRビットを選択する必要があることを示します。多くのネットワークにおいて、これらのパラメータのうちの１つの改善は他のパラメータの劣化と関連し、さらにそれらの各々の処理は追加の計算コストを必要とする。したがって、ルートを選択するためにこれら3つの基準のうち少なくとも2つを同時に確立することが理にかなっている場合は稀です。予約ビットはゼロ値です。

図3.3.6 IPパケットヘッダー構造

全長フィールドは２バイトであり、ヘッダおよびデータフィールドを考慮に入れたパケットの全長を意味する。最大パケット長はこの値を定義するフィールド幅によって制限され、65,535バイトですが、ほとんどのホストコンピュータとネットワークはそのような大きなパケットを使用しません。様々な種類のネットワークを介して送信するとき、パケット長は、ＩＰパケットを運ぶ下位層プロトコルパケットの最大長を考慮して選択される。これらがイーサネットフレームの場合、イーサネットフレームのデータフィールドに収まる最大1500バイトの長さのパケットが選択されます。規格では、すべてのホストが576バイトまでの長さのパケットを受信できるように準備されている必要があります（全体でもフラグメントでも）。受信側ホストまたは中間ネットワークがこのサイズのパケットを処理する準備ができていることが確実である場合にのみ、ホストは576バイトを超えるパケットを送信することをお勧めします。

Identificationフィールドは2バイトで、元のパケットの断片化によって形成されたパケットを識別するために使用されます。すべてのフラグメントはこのフィールドに対して同じ値を持たなければなりません。

Flagsフィールドは3ビットを占有し、フラグメンテーションに関連したサインを含みます。セットDFビット（Do not Fragment）はルータによるこのパケットのフラグメント化を防止し、セットMFビット（More Fragments）はこのパケットが中間（最後ではない）フラグメントであることを示します。残りのビットは予約済みです。

Fragment Offsetフィールドは13ビットを占有し、フラグメンテーションの対象となる元のパケットの共通データフィールドの先頭からのこのパケットのデータフィールドのオフセットをバイト単位で設定します。異なるMTU値を持つネットワーク間でパケットを転送するときに、パケットのフラグメントを組み立てる/分解するのに使用されます。オフセットは8バイトの倍数でなければなりません。

存続時間フィールドは1バイトで、パケットがネットワーク上を移動できる期間を示します。このパケットの有効期間は秒単位で測定され、送信元によって指定されます。ルーターやネットワークの他のノードでは、毎秒ごとに現在の存続期間から単位が減算されます。遅延時間が1秒未満の場合、単位は差し引かれます。最近のルーターは1秒以上パケットを処理することはめったにないので、有効期間は、宛先に到達するまでにこのパケットを通過できるノードの最大数に等しいと見なすことができます。パケットが受信側に到達する前に有効期間パラメータがゼロになると、このパケットは破棄されます。寿命は自己破壊的な時計機構と見なすことができます。このフィールドの値は、IPパケットヘッダーを処理するときに変わります。

最上位プロトコル（Protocol）識別子は1バイトを占有し、パケットデータフィールドにある情報がどの最上位プロトコルに属しているかを示します（たとえば、TCPプロトコルセグメント、UDPデータグラム、ICMP、OSPFパケットなど）。さまざまなプロトコルの識別子の値は、Assigned Numbers RFC文書に記載されています。

チェックサム（Header Checksum）は2バイトかかり、ヘッダによってのみ計算されます。一部のヘッダーフィールドは、ネットワーク上でのパケットの送信中に値が変わるため（たとえば、有効期間）、IPヘッダーが処理されるたびにチェックサムがチェックされ、再計算されます。チェックサム（16ビット）は、すべての16ビットヘッダーワードの合計に加算として計算されます。チェックサムを計算するとき、チェックサム分野自体の値はゼロに設定されます。チェックサムが正しくない場合、エラーが検出されるとすぐにパケットはドロップされます。

送信元IPアドレスと宛先IPアドレスフィールドは同じ長さ（32ビット）と同じ構造を持ちます。

Optionsフィールド（IP Options）はオプションであり、通常はネットワークをデバッグするときにのみ使用されます。オプションメカニズムは、特定の状況で必要または単に役に立つ管理機能を提供しますが、通常の通信には必要ありません。このフィールドはいくつかのサブフィールドで構成され、各サブフィールドは8つの定義済みタイプのいずれかになります。これらのサブフィールドでは、ルーターの正確な経路の指定、パッケージによって渡されたルーターの登録、セキュリティシステムのデータの配置、およびタイムスタンプを設定できます。サブフィールドの数は任意である可能性があるので、32ビット境界に沿ってパケットヘッダーを揃えるには、Optionsフィールドの最後に数バイトを追加する必要があります。

Paddingフィールドは、IPヘッダーが32ビット境界で終了するようにするために使用されます。整列はゼロで実行されます。

IPXプロトコルのパケットフォーマット

IPXプロトコルパッケージは、IPパッケージと比較してはるかに単純な構造をしています。実際のところ、IPXプロトコルの機能が低いことを反映しています。

IPXパケットには以下のフィールドがあります。

チェックサム（Checksum）は、IPXプロトコルがXeroxスタックのGORプロトコルから導いた「過去の残余」である2バイトのフィールドです。低レベルプロトコル（たとえば、イーサネット）は常にチェックサムチェックを実行するので、IPXはこのフィールドを使用せず、常にユニットに設定します。

長さ（Length）は2バイトかかり、IPXヘッダーとデータフィールドを含むパケット全体のサイズを設定します。最短パケットの30バイトにはIPXヘッダーのみが含まれ、推奨される最大の1つ（576バイト）にはIPXヘッダーと546バイトのデータが含まれます。最大パケットサイズ576バイトは、複合ネットワークに関するインターネット標準の推奨事項に準拠しています。 IPXプロトコルは、IPX機能を呼び出すときにアプリケーションプログラムによって提供された情報に基づいて、このフィールドの値を計算します。 IPXパケットは推奨最大値の576バイトを超えることがあります。これは、1,500バイトのIPXパケットと1,470バイトのデータフィールドを使用するイーサネットLANで発生することです。

トランスポート制御は8ビット長です。このフィールドは、パッケージの有効期間をホップ数で定義します。 IPXパケットは最大15台のルータを通過できます。 IPXプロトコルは、送信が始まる前にこの1バイトのフィールドを0に設定し、パケットがルータを通過するたびに1ずつ増加します。 Eu、uiカウンタが15を超えると、パケットはキャンセルされます。

パケットタイプは8ビット長です。 Xeroxは、一度にさまざまなタイプのパケットに対して特定の値を決定しました。IPXパケットを送信するアプリケーションは、このフィールドを値4に設定する必要があります。値5は、SPXプロトコルによってサービスメッセージとして使用されるサービスIPXパケットに対応します。値17は、IPXパケットのデータフィールド（NetWareファイルサービスのメインプロトコル）にNetWareコアプロトコル（NCP）メッセージがあることを示します。

宛先アドレス - 宛先ネットワーク番号、宛先ノード番号、宛先ソケット番号の3つのフィールドで構成されています。これらのフィールドはそれぞれ4、6、2バイトを占めます。

送信元アドレス - 送信元ネットワーク番号、送信元ノード番号、送信元ソケット番号。宛先アドレスフィールドと同様です。

データフィールド（データ）。 0から546バイトまでかかります。例えば、前のパケットの受信を確認するために、長さゼロのデータフィールドをサービスパケット内で使用することができる。

パケットフォーマットの分析から、IPXプロトコルの制限についていくつかの結論を引き出すことができます。

ネットワークレベルで動的な断片化の可能性はありません。 IPXパケットには、大きすぎるパケットを分割するために使用できるフィールドはありません。 MTU値が小さいネットワークにパケットを送信すると、IPXルーターはそのパケットをドロップします。 NCPなどの最上位プロトコルは、肯定的な受信を受信するまでパケットサイズを順次小さくする必要があります。

サービス情報の大きい請求書。比較的短い最大長のIPXパケットデータフィールド（ヘッダ長が30バイトの546バイト）は、データの少なくとも5％が正式であることを意味します。

パケットの有効期間は15に制限されています。これは、大規模ネットワークには不十分な場合があります（比較のために、最大255の中間ルーターがIPネットワークを通過できます）。

サービス品質の分野はありません、それはルータがトラフィック伝送の品質にアプリケーションの要件に自動的に適応することを可能にしません。

さらに、Novellネットワークの欠点のいくつかはIPXプロトコルに関連しているのではなく、IPX / SPXスタックの他のプロトコルの特性に関連しています。 IPX / SPXスタックが低速のグローバル通信回線上で動作している場合には、多くの欠点が顕在化します。NetWareOSがローカルネットワーク.

たとえば、低速のグローバルチャネル上で失われたパケットや歪んだパケットを復元する非効率的な作業は、この作業を行うNCPプロトコルがダウンタイムを伴う受信確認を取得する方法を使用しているためです。 10 Mbit / sの速度を持つローカルネットワークでは、この方法は非常に効率的に働きました、そして遅いチャンネルで受信を待つ時間は著しく送信ノードの操作を遅くします。

4.0までのNetWare OSのバージョンでは、サーバのシンボル名とそれらのネットワークアドレスとの対応は、Service Advertising Protocol（SAP）ブロードキャストプロトコルによってのみ確立されていました。しかし、放送は著しく遅いグローバルチャンネルを詰まらせます。大規模な企業ネットワークで使用するためにスタックをアップグレードすることで、Novellは現在、NDS（NetWareディレクトリサービス）ヘルプサービスを使用して、サーバー名とそのネットワークアドレスの対応など、ネットワークで利用できるリソースとサービスに関するさまざまな情報を見つけます。 NDSはNetWare 3.xバージョンで動作するNetWareバージョン4.x以降を実行しているサーバでのみサポートされているため、ルータはSAPパケットをソケット番号で認識してすべてのポートに送信し、ローカルネットワークのブロードキャストをシミュレートします。低速のグローバル回線の帯域幅の大部分。さらに、この「疑似ブロードキャスト」は不正確なSAPパッケージからネットワークを分離することを否定します。

NetWareオペレーティングシステムの最新バージョンでは、大規模な複合ネットワークでより効果的に使用できるように、Novellはスタックを大幅に変更しました。

NDSでは、SAPブロードキャストプロトコルからオプトアウトすることができます。 NDSは、ユーザーと共有ネットワークリソースに関する情報を格納する階層型分散データベースに基づいています。アプリケーションは、NDSアプリケーション層プロトコルを使用してこのサービスにアクセスします。

スライディングウィンドウ方式を実装するためのモジュール、いわゆるBurst Mode Protocol NLMを追加しました。

グローバルネットワークで長いIPXパケットをサポートするモジュールを追加しました - 大規模インターネットパケットNLM。

さらに、グローバルサービスの速度が絶えず高速化されているため、IPX / SPXスタックの元のプロトコルの欠点が軽減されるため、一部の観察者はグローバルネットワーク上でこれらの革新なしにNetWareオペレーティングシステムの成功について話すことができます。

我々はコンピュータネットワークの発展の歴史を考察した。私たちはインターネットの発展の重要な段階とその仕事の一般的な原則をすべて考えました。

私たちの現在の話題は呼ばれるでしょう： ネットワークにおけるデータ伝送技術。当然のことながら、まず第一に - コンピュータ。この記事では、データ伝送の主な手段（物理および論理インターフェースの概念）、伝送中の基本的な信号符号化技術、通信回線の特性、そして損失に対する保護のメカニズムについても分析します。

そう！ネットワークは何ですか？そうです - それを通してデータ（情報）を転送するのです。そして、この情報はどのように送信（配布）されますか。そうです - 確かなことを通して 伝送媒体 （ケーブルインフラストラクチャまたは - 無線通信の範囲内）。

彼らの仕事におけるデータ転送技術は（それらの特定の実施に依存して）様々な物理的インタフェースを使用する。

注：インターフェースは、いくつかの独立したオブジェクトの相互作用における物理的な（または論理的な）境界です - それらの間の独特の層です。

インタフェースは2つのカテゴリに分けられます。

物理インタフェース
論理インタフェース

物理インタフェース これが終端接続ポートです（電気接点のグループを持つコネクタ）。例えば - インターフェース。 A 一対のポートコネクタとケーブルで接続されたものをデータライン（チャンネル）と呼びます。

論理インタフェースは、接続された回線（ネットワーク）デバイス間のデータ交換の論理を定義する一連の規則（プロトコル）です。

コンピュータネットワークにおけるデータ伝送の編成は、これら2つのインタフェース、つまり物理コンポーネント（ネットワークカード）と論理コンポーネント（そのドライバ）の密接な相互作用によって行われます。

データ伝送技術のいずれかを正しく実装するための前提条件は、追加コンポーネントのデータストリーム内に存在することです - 伝送プロトコル.

論理レベルでの伝送プロトコルは、通信プロトコル間のデータ交換を定義する一連の規則です。さまざまな用途またはデバイス。これらの規則はメッセージを送信し、送信エラーを処理するための統一された方法を定義します。物理レベルでは、プロトコルは主要な情報パケット（フレーム）に添付された一連のサービスデータであり、それなしではネットワーク内での効果的なやり取りは単純に不可能です。

プロトコルは特定の伝送媒体を抽象化（無視）する必要があります。そのタスクは、ノード間の信頼性の高い通信を保証することです。 スイッチングクラウド.

データ転送を編成するプロセスをさらに詳しく見てみましょう。

まず、アプリケーション（プログラム）がOSにアクセスして、他のデバイス（プリンタ、リモートコンピュータ、監視カメラなど）とのネットワーク通信を許可します。オペレーティングシステムがドライバにコマンドを送ります。ネットワークカードデータの最初の部分をカードバッファにロードし、インタフェースの転送操作を開始します。

回線のもう一方の端（ネットワーク）では、リモートデバイスは着信データをネットワークカードのバッファに受信します。転送が完了した後、プロトコルは送信された部分（パケット）にエラーデータがあるかどうかをチェックし（必要ならば、それらの再送信を要求します）、カードバッファから予約されたスペースに受信データをロードします rAM。そこから、最終的なアプリケーション（プログラム）は情報を検索し、それを処理します。

わかりやすくするために、これがスキームです（クリック可能）。

上記のすべてに基づいて、次の結論を導き出すことができます。ネットワーク構築テクノロジは、リモートデバイスを互いに電気的および情報的に接続することに限定されます。すなわち - 物理的な作成 伝送媒体 （ケーブル、無線通信）と 一般的なデータ転送プロトコル ネットワーク経由で。

お客様 これは、メッセージ（要求）を生成してリモートデバイスリソース（サーバー）に送信し、それから結果を受信してクライアント上の対応するアプリケーションに転送するのに役立つモジュール（プログラム、サービス、別のコンピューター）です。

サーバー これは、クライアントからの要求がネットワークから来るのを常に待機し、これらの要求を（ローカルOSで）処理するモジュール（プログラム、サービス...）です。

1つのサーバーが同時に多数のクライアントにサービスを提供することができます。データベースに接続し、それを操作するためのグラフィカルインタフェースのみをサポートするプログラムのクライアントモジュールがインストールされています。この場合、計算と処理はすべてサーバー上でそのリソースを使用して行われます。

もう1つの定義について知りましょう。ネットワーク経由でコンピュータリソースへのアクセスを提供するクライアントサーバーコンポーネントは、 ネットワークサービス。さらに、各サービスは特定の種類のネットワークリソースに関連付けられています。

たとえば、印刷サービスでは、次のサイトに文書を印刷できます。ネットワークプリンタリモートコンピュータにあるデータにアクセスするためのファイルサービス。インターネットをサーフィンするために、ユーザーのサーバー部分（Webサーバー）とクライアント（Webブラウザー）からなるWebサービス（IE、Opera、Firefoxなど）があります。

上記すべてに照らして、データ転送テクノロジは、オペレーティングシステムだけでなく、ユーザーに他のコンピュータの情報およびハードウェアリソースへのアクセスを提供するネットワークオペレーティングシステムにも依存する必要があります。さらに、これらのオペレーティングシステムは、上記の定義によれば、サーバーOSとクライアントOSという2つの大きなクラスにも分類されます。

クライアントシステムは、主に他のコンピュータのサーバコンポーネントとサーバコンポーネントを要求します。 サーバールーム OSがこれらのサービスを提供します。もちろん、現時点では、現代のほとんどのOSがクライアントとサーバーの両方の役割を果たすことができます。サーバーシステムは、最初は最大数の呼び出しでサービスを提供することを基本にして作成されているだけで、耐障害性（信頼性）が優れています。

ここで、例えば、私たちのサーバールームにはどんな種類の "おもちゃ"があります。

しかし彼女について - もう一回:)

今これについてあなたと話しましょう：現代の（デジタル）信号伝送技術はその変換（符号化）に関連しています。なぜ必要なのでしょうか。これにはいくつかの理由があります。

データ送信エラーの防止（受信側による信号の確実な認識による）
データはより高速に転送されます（ストリーム内の有用な情報の密度が高いため）。

ご覧のとおり、これらはコーディング方法に適切な注意を払うための2つの非常に重要な理由です。

下の写真は2つの信号を示しています：アナログ（赤い線）とデジタル（黒い「ステップ」）

この場合、アナログシーケンスは一定の周波数でデジタル化（サンプリング）されています。識別の頻度が高ければ高いほど、私たちの「ステップ」はより小さなステップになり、オリジナルとのデジタル化された信号（赤）はより類似するようになります。

マイクロフォン入力から取り出された私たちの声のサンプリング（デジタル化）においても同様のプロセスが発生します。

コンピューティングで使用されている バイナリコード。コンピュータの内部では、これは2つの状態、つまり電圧の有無（論理的な "0"または "1"）に相当します。ここでは、すべてが簡単です。現在の「1」、「なし」「0」があります。

現代のデータ伝送技術は他の（より効率的な）方法で信号符号化を可能にする。しかし前に - 別の小さな分類。実施方法によると、手順は以下に分けられる。

物理信号コーディング
そして - 論理的（より高いレベルで - 物理的な上に）

最初の項目を最初に見てみましょう。例えば、 潜在的なコーディング方法1つは1つのレベルの電圧（1つの電位）に対応し、ゼロ - もう1つ。そしてで パルスモード、数字を表すために、異なる極性のパルスを使用した。

符号化技術に関して、データ伝送に関する特定の問題は、（コンピュータ自体に関して）外部のデータラインが長距離にわたって引き伸ばされ、様々なノイズおよび干渉にさらされる可能性があることである。これは、信号送信の基準矩形パルスの歪みを招き、その符号化および送信のための新しい（信頼性のある）アルゴリズムが必要とされる。

として使用されるコンピュータネットワークでは 可能性そうそして パルス状 コーディング。次のように、このデータ転送方法も使用しました。変調.

変調では、利用可能な通信回線がうまく伝達する周波数の正弦波信号を使用して離散データが送信されます。

最初の2つの変換オプションは高品質の回線に適用され、変調は強い信号歪みがあるチャンネルで使用されます。たとえば、変調は、音声（アナログコンポーネント）専用に設計されているためデジタルパルスの送信にはあまり適していないアナログ電話チャネルを介してトラフィックを送信するときに、グローバルネットワークで使用されます。

伝送方法自体は、通信回線内の導体の数（住んでいる）などの影響を受けます。それらのコストを削減するために、ワイヤの数はしばしば削減されます。この技術では、データ転送は並列ではなく逐次的に実行されます（コンピュータ内部の通信回線では一般的です）。

物理的符号化方法は以下のようなアルゴリズムを含む。 Nrz （Non Return Zero）、マンチェスターコード（ マンチェスター), MLT-3 （マルチレベル伝送）と他のいくつか。面白いのであれば、私はそれらについて詳しく説明することにはあまり意味がありません - あなたはいつでもインターネットでそれらについて読むことができます。要するに、私 - otmazalsya！ :)

論理コーディングについて少しお話しましょう。その名前が示すように、それは（それに重ね合わせて）物理的に実行され、データ転送時にさらなる信頼性を提供するのに役立ちます。どうやって？

例えば、送信された信号の性質が長期間にわたって変化しない場合（論理的な０または１の長いシーケンスを送信するとき）、受信機は次の情報のビットを読むときに誤りを犯すことがある。単純に全体のデータフローを別々のコンポーネントに分解することはできず、その結果、初期構造をそれらのバッファーに正しくアセンブルすることはできません。

論理符号化（元のデータシーケンスが適用される）は、反対の値を持つビットを長いビットシーケンスに挿入するか、または一般的に他のシーケンスと置き換えます。さらに、一般的に、信号のスペクトル特性を改善して復号化を簡素化し、さらに一般的なストリームで追加の制御オーバーヘッド信号を送信することもできます。

基本的に、3つのテクノロジが論理変換に使用されます。

ビット挿入
冗長コーディング
スクランブル

また - 私は（いらいらさせないために）別に停止することはしません。

以下のスクリーンショットを簡単に報告します。

それにあなたはそれに異なるアルゴリズムを適用するとき同じ信号がどのように見えるかを見ることができます：

データ転送技術には対処しなければならない多くの問題があります。そしてそれらの1つは、あるコンピュータの送信機と別のコンピュータの受信機の相互同期の問題です。 2つのデバイスが同時に「互いに向かって」データを生成し始めると、データフローを理解するのが難しくなることに同意します。混乱が始まります！ :)

問題は同期ですリモートコンピュータ解決することができますさまざまな方法で：特別なクロック同期パルスの交換または情報の主な流れとは無関係のサービスデータの転送による。転送の信頼性を向上させるのに役立つ標準的なトリックの1つは - カウント チェックサム 各バイト（バイトのブロック）と受信側へのこの値の転送。

注：チェックサムは - 特定のアルゴリズムのデータを「オーバーレイ」することによって計算され、送信中にそれらの完全性を検証するために使用される値。チェックサムを使用すると、2つのデータセットをそれらのIDとすばやく比較できます。異なるデータは異なるチェックサムを持ちます。

データの完全性を確認するための他の技術は、装置と相互作用するサービス装置間の交換である。 シグナルレシート受付の正しさを確認する。多くの場合、この機能はデフォルトでネットワーク通信プロトコル自体に含まれています。

データ転送技術には、あるコンピュータから別のコンピュータへの双方向の情報転送が含まれます。私たちがデータを受信しているだけの場合（たとえば音楽のダウンロードなど）、実際には、やり取りは2つの方向に進行します。簡単に言えば、データの主流（私たちにとって興味のあるもの - 音楽）と補助（サービス）があり、反対方向に向かって、 バイテーション 成功した（または成功しなかった）転送について。

双方向でデータを送信できるかどうかに応じて、物理チャネルはいくつかのタイプに分けられます。

二重チャネル デュプレックスは、2つの独立した物理メディア（受信用の1つの導体、送信用の2つ目の導体）で構成されます。二重動作を提供するために１つの環境が使用されることも可能である。この場合、クライアントは一般的な情報の配列から各データストリームを抽出するための追加のアルゴリズムを適用します。
半二重チャネル - また、双方向ではなく同時に送信を提供します。すなわちしばらくの間、データは一方向に転送され、次に反対方向に転送されます。
シンプレックスチャネル - 情報を一方向にのみ転送できます。デュプレックスは2つのシンプレックスチャネルで構成できます。

ああ、何かたくさんの手紙がありました:)私は今日十分であると思います、私たちは徐々に動くでしょう。次の記事では、さようなら、そして - 次の記事まで、私たちと知り合いを続けます。

最後に、テーマ別ビデオを見てください。

企業データネットワーク これは、会社のすべての構造部門を単一の情報スペースに統合する電気通信ネットワークです。

あらゆる規模の企業にとって、高速で信頼性があり経済的なデータ交換の問題を解決することがますます重要になっています。組織内で伝達される情報量は毎日増加しています（特に事務所が都市や地域の異なる場所にある場合）。これは、その処理速度が速いこと、およびインターネットなどの外部ネットワークに実装する必要性が高まっているためです。

企業の単一の情報スペースを作成するための基盤は、あらゆる種類の電気通信サービスを備えた安全な企業ネットワークになります。

企業ネットワークの実装によって解決される主なタスクは次のとおりです。

異なるノードに配置されているシステム（特別な、特定のタスクに適合した）アプリケーションの相互作用、リモートユーザによるそれらへのアクセス。
- オフィス間で情報を転送する時間を短縮する（電子メール、ワークフローシステム）。
- ネットワークの個々のセクションを近代化し、単一の地理的に分散したネットワークに統合する。単一の情報スペースの作成
- 交換既存の接続単一の集中接続のための電気通信事業者とインターネットのネットワークへ。
- 音声およびビデオ会議

企業ネットワークは、原則として地理的に分散している。互いからかなり離れた場所にある統一オフィス、部門および他の構造。多くの場合、企業ネットワークのノードはさまざまな都市、時には国にあります。そのようなネットワークが構築される原理は、ローカルネットワークを構築するために使用されるものとはまったく異なり、さらにいくつかの建物をカバーします。主な違いは、地理的に分散したネットワークが専用線の通信を使用することです。

ローカルネットワークを構築する際の主なコストは、機器の購入とケーブルの敷設にあります。地理的に分散したネットワークでは、最も重要なコスト要素はチャネルの使用料です。この制限は根本的なものであり、企業ネットワークを設計するときには、転送されるデータ量を最小限に抑えるためのあらゆる手段を講じる必要があります。その他に関しては、企業ネットワークは、どのアプリケーションと、それらに転送された情報をどのように処理するかについての制限を導入するべきではありません。アプリケーションによって、ここではシステムとして理解していますソフトウェア - データベース、メールシステム、コンピューティングリソース、ファイルサービス - そしてエンドユーザーが働くための手段。

リモートユーザーを接続するための地理的に分散したネットワークを構築する場合、最も簡単でアクセスしやすいオプションは電話接続を使用することです。可能であれば、ISDNネットワークを使用できます。ほとんどの場合、グローバルデータ伝送ネットワークはネットワークノードを接続するために使用されます。しかし、接続するための最善の方法は、専用線を使用することです。これにより、必要な通信チャネルの数が減り、特にシステムと既存のグローバルネットワークとの互換性が保証されます。

企業ネットワークは、を使用してかなり複雑な構造です。異なる種類通信、通信プロトコル、およびリソースを接続する方法。

すべてのデータネットワーク機器は、2つの大きなクラスに分けることができます。ペリフェラルはエンドノードのネットワークに接続するために使用され、バックボーンまたはリファレンスは基本的なネットワーク機能（回線交換、ルーティングなど）を実装します。信頼性、パフォーマンス、ポート数、およびさらなる拡張性の観点から、主な要件は通常トランク装置に課されることに注意してください。周辺機器はあらゆる企業ネットワークに必要なコンポーネントです。バックボーンノードの機能は、リソースが接続されているグローバルデータネットワークを引き継ぐことができます。原則として、企業ネットワーク内のトランクノードは、専用の通信チャネルが使用されている場合、または独自のアクセスノードが作成されている場合にのみ表示されます。

企業ネットワークの周辺機器は、グローバルデータネットワークを介して同種のLAN（通常はIPまたはIPX）を接続するのに役立つルーター（ルーター）です。ルーターは、スタンドアロンデバイスとしても実装することもできます。ソフトウェアによるコンピュータと特別な通信アダプタに基づいています。

企業データ伝送ネットワークは、都市間ダイヤルアップ回線を介して本社に定期的に送信される分散情報の収集および処理を提供する地理的に分散した支店ネットワークを有する企業向けに構築することができる。全社員が使用する電話接続社内でも、社外の組織の代表者とも。企業ネットワークを構築すると、会社の支店間の電話通信のコストが削減されます。部門間の電話呼び出し（収集されたデータの転送、データベースの更新、長距離電話での会話）は、企業のデータネットワークチャネルを通じて転送され、長距離電話にはつながりません。またKSPDを使用すると、リアルタイムでデータベースを更新し、社内の機密情報を機密に保ち、緊急かつ重要な情報を遅滞なく転送できます。

コンピュータネットワークにおけるデータ転送

バルトステート工科大学

部門H10

アブストラクト

「コンピュータネットワークにおけるデータ伝送」

終了：学生ｃ。 Р-132

ダヴレツィンＡ．

先生：S・M・モロゾフ

サンクトペテルブルク

はじめに………………………………………………………………………2

過去について少し…………………………………………………………………………3

インターネット技術の基礎…………………………………………………………………5

TCP / IPプロトコルファミリ…………………………………………………8

ネットワークでのアドレス指定…………………………………………………………………11

…そして未来について…………………………………………

参考資料…………………………………

はじめに

データネットワークの出現と発展のおかげで、人々間の相互作用の新しい非常に効率的な方法が出現しました。ネットワークは当初科学研究のために主に使用されました、それからそれらは文字通り人間の活動のすべての分野に浸透し始めました。同時に、ほとんどのネットワークは互いに完全に独立して存在し、特定のユーザーグループに固有の問題を解決しました。これらのタスクに従って、特定のネットワークテクノロジとハードウェアが選択されました。同じ種類の機器からグローバル規模のユニバーサル物理ネットワークを構築することは、そのようなネットワークがその潜在的なすべてのユーザーのニーズを満たすことができないため、単純に不可能です。一方は建物内の機械を接続するための高速ネットワークを必要とし、もう一方は数百km離れたコンピュータ間の信頼できる通信を必要とします。その後、多くの物理ネットワークを単一のグローバルネットワークに統合するというアイデアが生まれ、物理レベルでの接続と新しい一連の特別な「契約」またはプロトコルの両方が使用されます。この技術は、 インターネットどのネットワークとどのように接続されているかに関係なく、コンピュータが互いに「通信」できるようにする必要がありました。

インターネットの概念の重要性を認識して、米国のいくつかの政府機関はその実装に取り組み始めました。そしてこれにおける最大の成功は、TCP / IPプロトコルスタックを作成した国防高等研究計画局（DARPA）によって達成されました。 60年代後半に出現した。いくつかの大規模研究組織のネットワークを統合するプロジェクトとして、今日TCP / IPは最も普及したネットワークプロトコルの1つになり、グローバルネットワーク接続を実装するための事実上の標準になりました。インターネットは、TCP / IPプロトコルスタックを使用して互いに通信する、世界中で約1000万台のコンピュータを統合するインターネットテクノロジの実装の1つです。

TCP / IPプロトコルシリーズは、さまざまなベンダの通信システムで使用されているプロトコルとは異なり、このプロトコルスタックのすべての仕様とその実装の多くが公開されているという意味で、オープンシステムの好例です。これにより、開発者は誰でもインターネットを介した対話に必要なソフトウェアを作成できます。 TCP / IPはそのスケーラビリティに魅力があり、グローバルネットワークとローカルネットワークに同じ機会を提供します。

過去について少し...

70年代半ばに、DARPAでテクノロジーインターネットの作成作業が開始されました。そして1977 - 1979年に。 TCP / IPアーキテクチャとプロトコルは現代的な外観を獲得しました。この頃までに、DARPAはすでにパケット交換ネットワークの研究開発のリーダーの一人となり、この分野で多くの新しいアイデアをそのARPANETネットワークに実装しました。無線無線ネットワークおよび衛星通信チャネルを含む様々なネットワーク技術の急速な発展は、相互接続の問題およびARPANETにおけるインターネットの原理の実装の研究におけるDARPAの活動を刺激した。

DARPAはこの方向でその活動を秘密にしていませんでした、したがって、さまざまな科学グループ、特にARPANETでパケット交換の原則を使用した経験のある研究者たちは、グローバルネットワーク技術の開発に大きな関心を示しました。 DARPAは多数の非公式会合を開催し、その間に科学者たちは新しいアイデアを交換し、実験の結果について議論しました。 1979年までに、そのような著しい力がTCP / IPの作成作業に関与したため、プロトコルの開発とインターネットのアーキテクチャを調整し、指導する非公式の委員会を設立することが決定されました。インターネット制御設定委員会（ICCB）と呼ばれるこのグループは、1983年に再編成されるまで存在し、定期的に活動していました。

80年代の始まり - 本当のインターネットの誕生。これらの年の間に、DARPAは研究ネットワークに接続されたマシンのTCP / IPスタックの使用への転送を開始しました。 ARPANETはインターネットのバックボーンとなり、TCP / IPを使った数多くの実験に積極的に使用されました。インターネット技術への最後の移行は1983年1月に起こりました。同時に、アルパネットネットワークは2つの独立した部分に分けられました。それらのうちの1つは研究目的のために意図されました、そして、名前ARPANETはそれの後ろに残されました。 2番目の、やや大きいネットワークMILNETは、軍事通信を担当することになっていました。

大学界での新しいプロトコルの採用と使用を促進するために、DARPAはTCP / IPの実装を利用可能にし、低価格でそれを提供しました。現時点では、ほとんどのコンピュータサイエンス部門が、Berkeley Software DistributionバージョンのUnix（Berkeley Unix、またはBSD Unix）バージョンのpc of the pcを使用していました。カリフォルニアからバークレー Bolt BeranekとNewman（BBN）がUnixで使用するTCP / IPプロトコルを実装するために資金提供し、さらにBerkeley大学がこれらのプロトコルを一般的なオペレーティングシステムのバージョンに統合するために、DARPAは大学のコンピュータ機能の90％以上を達成しました。新しいネットワーク技術を採用しました。 BSDバージョンは、TCP / IPプロトコルスタックの実装に関する事実上の標準となっています。それは主にそれが単なる基本的なインターネットプロトコル以上のものを提供するという事実のためにそのような大きな人気を得た。標準のTCP / IPアプリケーションに加えて、BSDはスタンドアロンマシンで使用されるUnixサービスに似たネットワークユーティリティのセットを提供します。これらのユーティリティの主な利点は、それらが標準のUnixツールに似ているということです。現在、TCP / IPプロトコルスタックのサポートは、Microsoft、Novell、Appleなどの多くの企業によって、オペレーティングシステムに組み込まれています。多数の独立系ベンダーが、TCP / IPの機能を強化し、対話型アプリケーション、情報セキュリティ、ボイスメール、コラボレーションツールのサポートを追加する製品に取り組んでいます。

しかし、過去10年間の初めに戻りましょう。ネットワーク通信は研究の重要な要素になりつつあります。この事実を認識して、国立科学財団は、TCP / IPスタックを最大数の研究機関が利用できるようにするためにインターネットの拡大に積極的に参加しました。 1985年以来、NSFは6つのスーパーコンピュータセンターの周りでネットワーキングプログラムを実施してきました。 1986年に、NSFNETバックボーンネットワークが作成されました。そして、それは結局これらすべてのセンターを結合して、それらをARPANETにリンクしました。

90年代の初めまでに。インターネットはすでにアメリカとヨーロッパの何百もの個々のネットワークを結合しました。研究機関や大学に加えて、石油会社、自動車業界、エレクトロニクス業界の大手企業、そして電話会社も、世界のネットワークに接続するようになりました。さらに、大規模なインターネットの構成要素ではない企業ネットワークを作成するために、多くの組織がTCP / IPを使用しました。今日、インターネットは文字通り人間の生活のあらゆる領域に浸透しています。そして今、彼らは私たちの世界観と世界観に対するグローバルネットワークの影響について真剣に話しています。

インターネット技術の基礎

だから、インターネットの技術の創作者は2つの基本的な考察から来ました：

すべてのユーザーのニーズを満たす単一の物理ネットワークを構築することは不可能です。

ユーザーは互いに接続を確立するための普遍的な方法を必要としています。

各物理ネットワーク内で、それに接続されているコンピュータは、何らかの技術（イーサネット、トークンリング、FDDI、ISDN、ポイントツーポイント接続、そして最近ではATMネットワーク、さらには無線技術さえも）を使用します。これらの物理ネットワークに依存する通信メカニズムとさまざまな物理ネットワークを相互に接続するアプリケーションシステムとの間に新しいソフトウェアが組み込まれています。同時に、この接続の詳細はユーザーからは「隠され」ており、1つの大きな物理ネットワークのように機能する機会が与えられています。物理ネットワークの単一の全体セットに接続し、インターネットという名前を付けたこの方法。インターネットで2つ以上のネットワークを接続するには、ルーター（ルーター）が使用されます。これは、ネットワーク同士を物理的に接続し、ネットワーク間でパケットを転送するために特別なソフトウェアを使用するコンピューターです。

インターネット技術は、特定の相互接続トポロジーを強いるものではありません。インターネットに新しいネットワークを追加しても、それを中央の交換ポイントに接続したり、すでにインターネットに入っているすべてのネットワークと直接物理的に接続したりする必要はありません。ルータは、接続する物理ネットワークの外側にあるインターネットのトポロジを「認識」しており、宛先ネットワークアドレスに基づいて、ある経路または別の経路に沿ってパケットを送信します。インターネットでは、それに接続されているコンピュータのユニバーサル識別子（アドレス）が使用されるので、どの2台のマシンでも相互作用する機会があります。インターネットはまた、物理ネットワークからのユーザーインターフェースの独立の原則を実装する必要があります。つまり、接続を確立し、データを転送するには、すべての物理ネットワークテクノロジに共通の多くの方法が必要です。

インターネットの基本原理は、インターネットに接続されているすべての物理ネットワークの同等性です。物理パラメータ、送信データパケットのサイズ、および地理的規模に関係なく、通信システムはインターネットの構成要素と見なされます。

インターネットネットワークの内部構造 - 物理ネットワークはルーターを使用して接続されています。

TCP / IPプロトコルファミリを使用すると、前のセクションで説明した原則を実装し、4つの通信レベルのプロトコルを含むユニバーサルネットワークを構築できます。

4レベルのTCP / IPプロトコルスタック

ネットワークインターフェース層 特定の物理ネットワーク（コンピュータが接続されているインターネットコンポーネント）でネットワーク接続を確立する責任があります。このレベルでは、オペレーティングシステムのデバイスドライバと対応するネットワークカードコンピューター

ネットワーク層 - TCP / IPの基礎このレベルでは、相互接続の原則、特にインターネット上でのパケットルーティングが実装されています。ネットワークレベルでは、プロトコルはシステムからシステムへの信頼できないパケット配信サービスを実行します。これは、荷物の配達に必要なすべてが行われることを意味しますが、この配達は保証されていません。パケットが失われたり、間違った順序で送信されたり、複製されたりする可能性があります。コネクションレス型サービスは、互いに独立してパケットを処理します。しかし、主なことは、相互接続を通してパケットをルーティングすることに関する決定が下されるのがこのレベルにあるということです。

信頼できるデータ転送が次のレベルを実現運搬TCPとUDPの2つの主なプロトコルは、送信側のマシンと宛先のマシンの間で通信します。

最後に アプリケーション層 これらは、下位層プロトコルに基づくクライアントサーバーアプリケーションです。他の3つのレベルのプロトコルとは対照的に、アプリケーション層プロトコルは特定のアプリケーションの詳細に関係しており、ネットワークを介してデータを送信する方法に「関心がある」わけではありません。ほとんどすべての実装で利用可能な主なTCP / IPアプリケーションには、Telnet端末エミュレーションプロトコル、FTPファイル転送プロトコル、SMTP電子メールプロトコル、SNMPネットワーク制御プロトコル、World Wide Webシステムで使用されるHTTRハイパーテキスト転送プロトコルなどがあります。

図3は、2つのネットワークがTCP / IPの観点からどのように接続されているかを示しています。 IPプロトコルソフトウェアは、ルータを使用してイーサネットネットワークからトークンリングネットワークにパケットを転送します。最上位レベルのプロトコルであるアプリケーションとトランスポートは、ホストコンピュータ、クライアントとアプリケーションサーバー間の接続を確立し、IPは送信先とアプリケーション間の接続を提供します。

中間システム

「TCP / IPの観点から」ルーターで接続された2つのネットワーク。

インターネット上では、物理的な接続の詳細はアプリケーションから隠されているため、アプリケーション層はイーサネット上で実行されているアプリケーションクライアントをまったく気にせず、サーバーはトークンリングネットワークに接続されています。エンドシステム間には、数十のルータとさまざまなタイプの中間物理ネットワークが多数存在する可能性がありますが、アプリケーションではこのコングロマリットを単一の物理ネットワークとして認識します。これがインターネット技術の主な強みと魅力を決定します。

TCP / IPプロトコルファミリ

問題のプロトコルスタックはTCP / IPと呼ばれますが、TCPおよびIPプロトコル自体が最も重要ですが、唯一のものではありません。各通信レベルは、いくつかのプロトコルによって処理されます。もっと詳しく考えてみましょう。

TCP そして UDP - 最上位アプリケーションのためにエンドシステム間のデータフローを編成するトランスポート層プロトコル。これらのプロトコルは互いに大きく異なります。

TCP（伝送制御プロトコル） 2つのホスト間で信頼性の高いデータ転送を提供します。これにより、クライアントとアプリケーションサーバーは、両者間で論理的な接続を確立し、それらの間で直接の物理的な接続があるかのように大量のデータを転送するために使用できます。このプロトコルでは、データストリームの分割、データパケットの受信の確認、タイムアウトの設定（情報の受信の確認を許可）、データ損失の場合の再送信の整理などが可能です。このトランスポートプロトコルは情報の保証された配信を実装しているので、それを使用するアプリケーションはそのような転送のすべての詳細を無視することができます。

プロトコル UDP（ユーザーデータグラムプロトコル） ネットワーク層プロトコルのように信頼性の低いデータ配信を論理接続を確立せずに提供しますが、IPとは異なり、ホストコンピュータ上のアプリケーションシステムに対して、はるかに単純な転送サービスを実装します。データパケット、データグラム（datagram）をあるマシンから別のマシンに送信するだけですが、それらの配信を保証するものではありません。すべての信頼できる送信機能は、UDPを使用してアプリケーションシステムに組み込まれている必要があります。 UDPはTCPよりも優れています。論理接続は完了するのに時間がかかり、それらはコンピュータ上で接続状態情報を維持するために追加のシステムリソースを必要とする。 UDPは、データの送受信時にのみシステムリソースを消費します。したがって、分散システムがクライアントとサーバーの間で継続的なデータ交換を実行する場合は、TCPトランスポート層を使用した通信がより効率的になります。ホストコンピュータ間の通信が稀な場合は、UDPプロトコルを使用することをお勧めします。

TCPとUDPの2つのトランスポートプロトコルがあり、そのうちの1つがないのはなぜですか？事実は、それらがアプリケーションプロセスに異なるサービスを提供するということです。ほとんどのアプリケーションはそのうちの1つだけを使用します。プログラマーは自分のニーズに最も適したプロトコルを選択します。信頼性のある配信が必要な場合はTCPが最適であり、データグラムが必要な場合はUDPが最適です。長く信頼性の低いデータ伝送チャネルで効率的に配信する必要がある場合はTCPプロトコルの方が優れていますが、接続が短い高速ネットワークで効率が必要な場合はUDPプロトコルが最適です。

TCPを使用するよく知られた分散アプリケーションには、Telnet、FTP、およびSMTPがあります。 UDPプロトコルは、特にネットワーク管理プロトコルSNMPによって使用されます。アプリケーションプロトコルは特定のアプリケーションタスクに焦点を当てています。それらは、アプリケーションプロセス間のある種の相互作用を体系化するための手順と、そのような相互作用において情報を提示する形式の両方を定義します。

プロトコル Telnet サービングマシンがすべてのリモート端末をASCIIコードで動作するラインタイプの標準「ネットワーク仮想端末」と見なすことを可能にし、さらに複雑な機能（ローカルまたはリモートのエコー制御、ページモード、画面の高さと幅など）を調整する機能も提供します。 e。）TELNETはTCPプロトコルに基づいています。アプリケーションレベルでは、TELNET上の実際の端末（ユーザー側）のためのサポートプログラムか、端末からアクセスされる交渉機の中の申請プロセスがあります。 TELNETを使用することは、電話番号をダイヤルするのと同じです。ユーザーがキーボードで何かをタイプしている

そして画面上で自動車デルタに入るための招待状を受け取る。 TELNETプロトコルは長い間存在してきました。十分にテストされ、広く配布されています。さまざまなオペレーティングシステム用の多数の実装を作成しました。

プロトコル FTP（ファイル転送プロトコル） TELNETとしても広く配布されています。これはTCP / IPファミリーで最も古いプロトコルの1つです。 TELNETのように、それはTCPトランスポートサービスを使います。互いにうまく対話するさまざまなオペレーティングシステムのための多くの実装があります。 FTPユーザーは、リモートマシンのディレクトリを表示したり、あるディレクトリから別のディレクトリに移動したり、1つ以上のファイルをコピーしたりするためのコマンドをいくつか呼び出すことができます。

プロトコル SMTP（簡易メール転送プロトコル） 任意のインターネットノード間のメッセージング（Eメール）をサポートします。中間のメール保存と配送の信頼性メカニズムで、SMTPは様々なトランスポートサービスの使用を可能にします。 TCP / IPファミリーのプロトコルを使用しないネットワークでも動作します。ＳＭＴＰプロトコルは、メッセージを１人の受信者のアドレスにグループ化することと、異なるアドレスに転送するためにメッセージのいくつかのコピーを複製することの両方を提供する。

ネットワークファイルシステム NFS（ネットワークファイルシステム） Sun Microsystems Incによって最初に開発されました。 NFSはUDPトランスポートサービスを使用し、複数のUNIXベースのマシンのファイルシステムを単一のユニットにマウントすることを可能にします。ディスクレスワークステーションは、あたかもローカルディスクのようにファイルサーバーのディスクにアクセスします。 NFSはネットワーク負荷を大幅に増大させます。ネットワークが低速リンクを使用している場合は、NFSからの使用はほとんどありません。ただし、ネットワーク帯域幅によってNFSが正常に機能することが許可されている場合は、ユーザーに大きなメリットがあります。サーバーとNFSクライアントはOSカーネルに実装されているため、通常の非ネットワークプログラムはすべて、ローカルファイルの場合と同様に、マウントされたNFSディスク上にあるリモートファイルと連携できます。

プロトコル SNMP（簡易ネットワーク管理プロトコル） UDPに基づいて動作し、ネットワーク制御ステーションによる使用を目的としています。それはコントロールステーションがインターネットの状態に関する情報を集めることを可能にします。プロトコルはデータのフォーマットを決定し、それらの処理および解釈は制御ステーションまたはネットワークマネージャの裁量に任されています。

TCPとUDPは、16ビットのポート番号でアプリケーションを識別します。アプリケーションサーバーには通常、事前に定義されたポート番号があります。たとえば、FTPサーバーをサポートするすべてのTCP / IP実装では、このファイル転送プロトコルはそのサーバーのTCPポート番号21を取得し、各TelnetサーバーはTCPポート23を持ち、TFTP（Trivial File Transfer Protocol）サーバーはUDPを持ちます。どのTCP / IP実装でもサポートできるサービスには、1から1023の範囲のポート番号が割り当てられます。ポート番号の割り当ては、Internet Assigned Numbers Authority（IANA）によって管理されます。アプリケーションクライアントは通常、使用するトランスポート層のポート番号に「関心がありません」。彼は、この番号がこのホストに固有のものであることを確認する必要があるだけです。アプリケーションクライアントのポート番号は、一般に、それらを使用するユーザが適切なサーバを必要とする限り正確に存在するため、短期間（すなわち短命）と呼ばれます。対照的に、サーバーは、稼働しているホストの電源が入っている間は常に稼働状態にあります。ほとんどのTCP / IP実装では、短期間のポート番号は1024から5000に割り当てられています。

インターネットプロトコル（IP） - 相互接続を実装することを可能にする、ネットワーク層の基本プロトコル。両方のトランスポートプロトコルで使用されます。 IPは、インターネット上のデータ伝送の基本単位であるIPデータグラムを定義し、TCP / IPネットワークを通過するすべての情報の正確な形式を示します。 IPソフトウェアは、物理ネットワークのWeb上のデータパスを選択することによってルーティング機能を実行します。ルートを決定するために特別なテーブルがサポートされています。選択は、送信先コンピュータが接続されているネットワークのアドレスに基づいています。 IPプロトコルは、正しい順序で信頼できる配信を保証することなく、各データパケットに対して別々に経路を決定します。データの直接マッピングを伝送の基礎となる物理層に設定し、それによって非常に効率的なパケット配信を実現します。

IPに加えて、ICMPとIGMPもネットワークレベルで使用されます。 ICMP（インターネット制御メッセージプロトコル） エラーメッセージや他の重要な情報を他のホストやルーターのネットワーク層と交換する責任があります。 IGMP（インターネットグループ管理プロトコル） ネットワーク上の複数のホストにIPデータグラムを送信するために使用されます。

最低レベルでは、ネットワークインタフェース、特別なアドレス解決プロトコルが使用されます。 ARP（アドレス解決プロトコル） そして RARP（逆アドレス解決プロトコル）。これらのプロトコルは、ネットワーク層アドレスを物理ネットワークアドレスに、またはその逆に変換するために、特定の種類の物理ネットワーク（イーサネットおよびトークンリング）にのみ適用されます。

ネットワーク内でのアドレス指定

通信システムは、任意のホストが他の任意のホストと通信するための機能を提供する場合、ユニバーサルと見なされます。そのような普遍性を達成するために、それらにアクセスするために分散システム内のコンピュータを識別するグローバルな方法を定義することが必要である。 TCP / IPでは、物理ネットワークでのアドレス指定に似た識別方式が選択されています。各ネットワークインタフェースには、インターネット上のこのインタフェースとのすべての通信に使用される一意の32ビットアドレス（IPアドレス）が割り当てられています。コンピュータのIPアドレスは特定の構造を持っています。コンピュータが接続されているネットワーク識別子と、コンピュータ自体の一意の識別子を設定します。図4は、さまざまなクラスのインターネットアドレスを示しています。

IPアドレスのクラス

32ビットIPアドレスの場合は、10進表記が採用され、アドレスの4バイトのそれぞれに10進数が書き込まれます。たとえば、クラスCアドレスは192.0.0.0から223.255.255.255までの範囲をカバーします。異なるクラスのアドレスの構造は、それらの使用を非常に明白にしています。ネットワーク識別子に21ビット、ホスト識別子に8ビットしか割り当てられていないクラスCアドレスは、最大255台のマシンを組み合わせた小規模組織のローカルエリアネットワークコンピュータに割り当てられます。大規模な組織では、最大64,000のワークステーションを含む最大256のネットワークに対応できるクラスBアドレスを取得できます。最後に、クラスAアドレスは、Arpanetなど、限られた数の非常に大規模なグローバルネットワークに接続されているコンピュータに割り当てられます。

単一のホスト（ユニキャスト）を対象としたアドレスのほかに、ブロードキャスト（ブロードキャスト）アドレスとマルチキャスト（マルチキャスト）アドレスもあります。ブロードキャストアドレスを使用すると、ネットワーク上のすべてのホストにアクセスできます。それらでは、ホスト識別子フィールドはユニットだけで構成されています。 IPアドレッシングメカニズムはブロードキャストする機能を提供しますが、それを保証しません、それが特定の物理的なネットワークの特性によって決まるので。たとえば、イーサネットでは、通常のデータ転送と同じ効率でブロードキャストを実行できますが、このタイプの転送をまったくサポートしていないネットワークや、機能が制限されているネットワークがあります。

グループアドレス（クラスDアドレス）は、特定のマルチキャスト受信者のセットにメッセージを送信するために使用されます（マルチキャスト）。この機能は、オンライン会議の実装、メールまたはニュースの受信者グループへの送信など、多くのアプリケーションに必要です。マルチキャストをサポートするために、ホストとルーターはIGMPを使用します。これは物理ネットワーク上のすべてのシステムに現在どのホストがどのグループに属しているかに関する情報を提供します。

グローバルインターネットに統合されたネットワークにアドレスを割り当てる責任を持つインターネットネットワーク情報センター（InterNIC）によって、一意のIPアドレスが各ネットワークインターフェイスに割り当てられます。ホスト識別子の割り当てはInterNICの権限の範囲内ではなく、システム管理者によって管理されます。 1993年4月1日より前（InterNICの作成日）、インターネット登録サービス（IPアドレスとDNSドメイン名の割り当て）は、Network Information Center（NIC）によって行われていました。現在、NICはDDNネットワーク（Defense Data Network）に対する要求のみを実行します。他のすべてのインターネットユーザーは、InterNIC登録サービスを利用しています。

インターネットの急速な成長により、現在のバージョンのインターネットプロトコルであるIPv4の32ビットアドレッシング方式は、World Wide Webのニーズを満たさなくなりました。 1991年にドラフトが公開された新しいバージョンのIPv6は、これらの問題を解決することを目的としています。 IPv6は128ビットのIPアドレスフォーマットを提供し、自動アドレス割り当てをサポートします。

TCP / IPを使用すると、ユーザーはホストコンピュータのアドレスではなく自分の名前で作業することができます。もちろん、これは人間の認識にははるかに便利です。分散DNS（Domain Name System）データベースは、IPアドレスをホスト名にマップします。どのアプリケーションでも標準ライブラリ関数を呼び出してIPアドレスを適切なホスト名に、またはその逆に変換できます。このデータベースは、インターネット上のオブジェクトが名前に関するすべての情報を持っていないために配布されています。各オブジェクト（大学の教員、会社、会社の部門など）はデータベースを管理し、ネットワーク上の他のシステム（クライアント）からアクセスできるサーバープログラムを持っています。 DNSは、これらのクライアントとサーバーが対話するためのプロトコルを提供します。

...そして未来について

オープン性、スケーラビリティ、汎用性、および使いやすさは、TCP / IPの明白な利点ですが、このプロトコルファミリには明らかな欠点もあります。そのような魅力的なアクセスの単純さは、グローバルネットワークが電子商取引にますます使用されるようになった現在、インターネットにとって最も深刻な情報セキュリティの問題になっています。パケットの無秩序な送信およびそれらの進捗の経路を追跡できないことも重要な問題である。なぜならそれらは、リアルタイムマルチメディアデータ送信のような現代の通信機能において必要とされるものの実現を妨げるからである。最後に、すでに述べたように、特にIPの非効率的な使用に関連して、現在のバージョンのIPによって提供されるアドレス空間の量は、非常に困難を伴う巨大で増え続けるネットワークのニーズを満たすことを可能にします。

印刷する