【基本情報技術者試験】ネットワーク技術(接続機器・管理・応用)

基本情報技術者試験

　ここでは基本情報技術者試験のネットワーク技術のネットワーク接続機器やネットワーク管理、インターネットの応用について説明していきます。

用語

  • パケット：ネットワーク上のデータを小さく分割したもの
  • リピータ：物理層、データの信号波形を増幅・整形
  • ブリッジ：データリンク層、MACアドレスを解析し中継
  • ルータ：ネットワーク層、IPアドレスを解析し中継
  • ゲートウェイ：トランスポート層以上で中継、プロトコル変換
  • SDN：ソフトウェアによりネットワーク機器を集中制御、構成や設定を動的に変更する技術
  • URL：Web上の情報源の場所を一意に特定するもの
  • CGI：Webブラウザからの要求に対してWebサーバが外部のプログラムを呼び出し、その結果をHTTPを介してWebブラウザに返す仕組み
  • MIME：電子メールの規格を拡張して様々な形式を取り扱えるようにした規格
  • bps：1秒当たりに転送されるビット数を表します。
  • メールヘッダ：←を押して表あり

ネットワーク接続機器

　ネットワーク上を流れるデータを小さく分割したものをパケットといいます。パケットにはヘッダという宛先情報を付加して宛先まで送信されます。パケットという小さい単位で送信すると回線を占有することなく、また途中で送信エラーとなったときはそのパケットだけを再送すればよいので、通信回線の負荷を軽減することができます。

　また、OSI基本参照モデルなどのプロトコル体系では、階層ごとのデータをセグメント(トランスポート層)、パケット(ネットワーク層)、フレーム(データリンク層)と呼んでいます。送信時には上位層から送り出されたデータが下位層に移るとヘッダ情報が追加され、反対に受信時には階層を上がるごとにヘッダ情報が削除されていきます。

  • TCPヘッダ：送信元と宛先のポート番号など
  • IPヘッダ：送信元と宛先のIPアドレスなど
  • MACヘッダ：送信元と宛先のMACアドレスなど

　LAN内やLAN同士、LANとWANを接続するときは以下のようなネットワーク接続機器を使って中継します。複数の装置が一体化したものもあるため、装置別というよりは機能別で覚えた方が良いと思います。

・リピータ：LANにおいてOSI基本参照モデルの物理層で中継する装置であり、伝送距離を延長するために伝送路の途中でデータの信号波形を増幅・整形します。

・ブリッジ：LAN同士を接続し、OSI基本参照モデルのデータリンク層で中継する装置であり、フレームの宛先MACアドレスを解析して適切なネットワークに接続する。また、スイッチングハブはLANケーブルを束ねる集線装置であり、宛先MACアドレスが存在するLANポートにだけ転送する。L2スイッチはスイッチングハブの機能に仮想的なネットワークを構成するVLAN(Virtual LAN)機能を加えたもの。

・ルータ：LAN同士やLANとWANを接続し、OSI基本参照モデルのネットワーク層で中継する装置であり、パケットの宛先IPアドレスを解析して最適な経路を選択(ルーティング)し中継する。

・ゲートウェイ：OSI基本参照モデルのトランスポート層以上が異なるネットワーク同士でプロトコル変換を行う装置。

ネットワーク管理

　ソフトウェアにより、ネットワーク機器を集中的に制御してネットワークの構成や設定を動的に変更する技術の総称をSDN(Software Defined Networking)といいます。これにより、ネットワーク機器の追加や構成の変更する際にある、ケーブルの抜き差しや機器一つ一つの設定がソフトウェアで行えるようになりました。

　SDNを実現する技術の一つにOpenFlowがあり、従来のネットワーク機器が持つ「経路制御」と「データ転送」の機能を論理的に分離し、「経路制御」の機能をソフトウェアに集約し、「データ転送」に特化したネットワーク機器を一元管理することができます。

インターネットの応用

　Web上で取得したいWebページなどの情報源の場所を表記する方法をURL(Uniform Resource Locator)といいます。アクセスするプロトコル(スキーム名)やホスト名、ドメイン名などを指定しWebページへアクセスします。

https://プロトコル　www.ホスト名　jitec.ipa.go.jpドメイン名　/1_04hanni_sukiru/パス名(ディレクトリ名)　_index_mondai.htmlファイル名

CGI(Common Gateway Interface)：Webブラウザからの要求に対してWebサーバが外部のプログラムを呼び出し、その結果をHTTPを介してWebブラウザに返す仕組みのことです

MIME(Multipurpose Internet Mail Extension)：電子メールの規格を拡張して、漢字や音声、画像などの様々な形式を取り扱えるようにした規格です。また、これに暗号化と署名をする仕組みを加えた規格がS/MIME(Secure/MIME)です。

bps(bit per second)：1秒当たりに転送されるビット数を表します。

メールヘッダ：SMTPでメールを送信する際にメール本文のデータに加えて付加される様々な制御情報のことをいい、以下のようなものがあります。

まとめ

　以上がネットワーク技術のネットワーク接続機器やネットワーク管理、インターネットの応用についての説明でした。次回にIPアドレスの説明をしてネットワーク技術の範囲を終えたいと思います。

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