データ通信工学 2025年度前期(1年)

今日、やったこと [確認テスト]IPアドレス/ネットワークアドレスビット数 IPのルーティング ルーティングテーブルから経路をたどる 今日のホワイトボード IPのルーティング IPの役割はパケットの経路を決めること（経路制御＝ルーティング）。 IPは パケット中のIPヘッダの宛先IPアドレスに書き込まれている宛先情報 自分が持つルーティングテーブル を使ってルーティングを行う。 IPのルーティングは送信元で宛先までの経路をすべて決定するわけではない。 途中のルーター(パケット交換機)でルーティングを繰り返して宛先にたどり着く。 バケツリレー的なイメージ。 図　IPのルーティング ルーティングの例(教科書31ページ） パケット(IPヘッダ中の宛先IPアドレス：192.168.30.11)をルーターが受信し、ルーターのIPがルーティングする際のおはなし。 0.ルーターがパケットを受信する イーサネットヘッダの宛先MACアドレスが自分のMACアドレスと同じなので、ルーターのイーサネットがパケットを受信する。 イーサネットヘッダより後（IPヘッダ以降）を上位のIPに渡す。 図　ルーターがパケットを受信 1.ルーターのIPがルーティング（ルーティングテーブル1行目をチェック） 受信パケットの宛先IPアドレスとルーティングテーブル1行目のマスクを使って、 宛先IPアドレスのうち、マスクのビットが1のところ -> そのまま 宛先IPアドレスのうち、マスクのビットが0のところ -> 0に する（ネットワークアドレスの計算方法と同じ）。 計算結果とルーティングテーブル1行目の宛先が一致しない。->却下 図　ルーティングテーブル1行目をチェック 2.ルーターのIPがルーティング（ルーティングテーブル2行目をチェック） 受信パケットの宛先IPアドレスとルーティングテーブル2行目のマスクを使って、 宛先IPアドレスのうち、マスクのビットが1のところ -> そのまま 宛先IPアドレスのうち、マスクのビットが0のところ -> 0に する（ネットワークアドレスの計算方法と同じ）。 計算結果とルーティングテーブル2行目の宛先が一致->採用 ルーティングテーブル2行目のインターフェースから同じく2行目のゲートウェイへ送ることに決定。 図　ルーティングテーブル2行目...

今日、やったこと [確認テスト]ネットワークアドレスの計算 ブロードキャストアドレス IPアドレスとサブネットマスクの表記法 今日のホワイトボード 前回のテスト(イーサネットの確認テスト) イーサネットの確認テストをしました。 伝送速度の単位と補助単位は今後頻出するので覚えてください。 図　伝送速度の単位、補助単位 ブロードキャストアドレス IPアドレスのホストアドレス部のビットを1にするとブロードキャストアドレス。  詳しくは資料を確認してください。 [練習問題]ブロードキャストアドレスを計算する とりあえず問3だけ。 図　ブロードキャストアドレスを計算する　問3 3バイト目にネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目がある。 ブロードキャストアドレスを回答する際、4バイト目を勢いで0や180にしないように注意！！ 問4以降は同じようにすれば。 IPアドレスとサブネットマスクをまとめて表記する 2つをまとめて、 　 IPアドレス /ネットワークアドレスのビット数 で表記する。 図　IPアドレスとサブネットマスクの表記法 [練習問題]IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数 ひたすら基数変換。 図　IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数　問３ 次回は IPアドレス/ネットワークアドレスのビット数の表記法のテストをします。

今日、やったこと [確認テスト]イーサネット IPアドレス サブネットマスク ネットワークアドレスの計算 今日のホワイトボード 今日からIP。 IPとイーサネット IPはイーサネットの上位プロトコル。 IPは経路制御（ルーティング）を行う。 経路制御はパケットが宛先に届くように経路を決定すること。 イーサネットはIPが決定した経路に従って、パケットを送信する。 図　IPとイーサネット IPアドレスとMACアドレス IPではコンピュータの識別をIPアドレスで行う。 イーサネットが使うMACアドレスとIPアドレスは別物。 図　IPアドレスとMACアドレス IPアドレスとサブネットマスク IPアドレスは 前半がネットワークアドレス 後半がホストアドレス と１つのIPアドレスに２つの情報が含まれる。  ネットワークアドレスとホストアドレスの切れ目を決めるのはサブネットマスク。 くわしくは配布資料を見てください。 [練習問題]IPアドレスとサブネットマスクからネットワークアドレスをもとめる 問１ これは簡単。 図　ネットワークアドレスの計算　問1 問２ サブネットマスクが255.255.248.0なので、3バイト目に切れ目がある。 ネットワークアドレスの計算は以下の手順で。 ①サブネットマスク、IPアドレスともに3バイトを8ビットの2進数へ変換 ②IPアドレスの3バイト目をサブネットマスクが1のビットを1へ ③IPアドレスの3バイト目をサブネットマスクが0のビットを0へ ④②、③で変更したIPアドレスの3バイト目を10進数へ 図　ネットワークアドレスの計算　問２ 問３ サブネットマスクが255.255.224.0なので、3バイト目に切れ目がある。 ネットワークアドレスの計算は問２と同じ。 図　ネットワークアドレスの計算　問３ 問４ サブネットマスクが255.255.240.0なので、3バイト目に切れ目がある。 ネットワークアドレスの計算は問２と同じ。 図　ネットワークアドレスの計算　問４ 問５ サブネットマスクが255.255.192.0なので、3バイト目に切れ目がある。 ネットワークアドレスの計算は問２と同じ。 図　ネットワークアドレスの計算　問５ サブネットマスクは 先頭1ビット目から途中まで1が続く。ここまでがネットワークアドレス。 そのあと32ビット目まで0が...

今日、やったこと イーサネット 今日のホワイトボード イーサネットとIPの役割分担 イーサネットヘッダの宛先MACアドレス、送信元MACアドレスに何が書き込まれるかを確認。 まず、イーサネットとIPは以下のように役割分担している。 ①IPが経路決定（次に送る宛先を決める） ②イーサネットはIPが指示する宛先へパケットを送信 図　イーサネットとIPの役割分担 [練習問題]イーサネットヘッダの宛先MACアドレス、送信元MACアドレス イーサネットとIPの役割分担の結果、送受信するパケットのイーサネットヘッダの宛先MACアドレス、送信元MACアドレスを推測する問題。 PC-1発 -> ルーターA着 これは簡単。 図　PC-1 -> ルーターA PC-1発 -> ルーターB着 経路はいろいろ考えられるが、この問題では、 　PC-1 -> ルーターA -> ルーターB を通っていく。 経路の決定はPC-1、ルーターAのIPがそれぞれパケットの宛先IPアドレスを見て判断。 IPが決めた宛先へイーサネットがパケットを送信する。 図　PC-1 -> ルーターB CSMA/CD PC同士を1対1で接続すると、PC台数が増えるにつれ、ケーブル本数が爆発的に増える。 イーサネットはこれを防ぐため、1本のケーブルを複数台のPCが共有する。 ケーブル本数は減るが、同時に通信すると、パケット同士の衝突が発生する。 同時送信によるパケットの衝突を回避するために、CSMA/CDでアクセス制御を行っている。 CSMA/CDは なるべくパケットの衝突を起こさない もしパケットの衝突が起きた際のリカバリー方法 を決めている。 詳しくは資料のp.15～p.19を参照。 パケットの衝突はケーブル上の信号の波形の変化で検知している。 図　パケット衝突の検知 イーサネットの規格 イーサネットでは、ハードウェア(ケーブルやNICなど)の規格も制定している。 技術進歩でハードウェアもどんどん高速化している。 規格名は下図の命名規則がある。 図　イーサネットの規格 最大伝送速度の単位に注意！！ bpsはビット/秒 で、 1秒あたり何ビット送信できる か。 次回は イーサネットのテストをします。 なお、この授業は基本的に小テスト積み上げで成績を決めます。 最後の一発勝負をする、しない...

今日、やったこと パケット プロトコルとプロトコル階層 イーサネット MACアドレス 今日のホワイトボード パケット コンピュータ通信ではデータをパケットに入れてやり取りする。 パケットはデータの前にヘッダ、後ろにトレーラが付いている。 ヘッダには宛先や送信元などのパケットを扱うために必要な制御情報が書き込まれている。 トレーラは受信側がデータに異常がないかをチェックするために使う情報が書き込まれている。  図　パケット コンピュータ通信はパケット交換方式 パケットはルーター(パケット交換機)にて、ヘッダ内の宛先情報から次にどこに送るかを決めている。 送信元で宛先までの経路を決定してから送信するわけではなく、バケツリレー式に途中のルーターで1ステップごとに経路を決めながら宛先まで送信される。 図　パケット交換方式 プロトコルとプロトコル階層 プロトコル＝手順、ルール 。 通信を行うためにプロトコルが決められている。 この授業は通信プロトコルを理解することがゴール。 コンピュータ通信には大量のプロトコルがあるが、この授業は下図のプロトコルを扱う。 図　プロトコルとプロトコル階層 プロトコルは目的を細分化して作られており、上図のような階層構造になっている。 イーサネット イーサネットのフレームフォーマット。ヘッダには、どこ発、どこ行き、データのプロトコルは何、の3項目しかない。 図　イーサネットのフレームフォーマット イーサネットではパケットではなく、フレームと呼ぶ。 MACアドレス MACアドレスはイーサネットがコンピュータ等を識別するために使う。 MACアドレスは コンピュータのNIC(ネットワーク接続用部品)に書き込まれている(設定不要) 6バイト(48ビット) 前半3バ...