情報処理情報処理 IIb(n) vol.1IIb(n) vol.1

慶應義塾大学村井純

この科目を通してやることこの科目を通してやること

ネットワークコミュニケーションの基礎 インターネット上の通信の基礎 C言語によるネットワークプログラミング

コンピュータコミュニケーション 音声処理 (MP3等 )と音声転送 楽しくプログラム作り

履修の前提履修の前提

プログラミングを学びたい–ネットワークを利用してこんなことやあんなことできるプログラムを書きたいな！

情報処理 IIc程度の Cプログラムミングの経験–授業では C言語を利用（OHP,サンプルプログラム）

課題の提出が単位取得の大前提 成績–課題の提出状況　＋　最終課題の評価

最終目標最終目標

インターネットのラジオ放送を作ろう！！–インターネットを介して、ラジオ放送できるアプリケーションを作ろう！！

–それを実現するための問題点はなにか？

「音」というメディア「音」というメディア

空気の振動を耳で感知 (振動数 =Hz)–人間の聴力 (10Hz - 22KHz)–都会に住む人たち (60Hz - 12KHz)

音の大きさ (音圧 =db)–人間の聞き取れる音圧 (0db - 120db)

「音」を伝達するために「音」を伝達するために

ラジオ– AM放送

• 中波放送 (500KHz - 1.6MHz)• 帯域 (20Hz - 6KHz)• 電離層を利用し，少ない出力で遠くまで情報を送る

– FM放送• 極短波放送 (76MHz - 108MHz)• 帯域 (10Hz - 18KHz[20KHz])• 高音質だが伝送距離は小さい

「音」を記録するために「音」を記録するために

レコード– アナログ技術– 2チャンネル– サファイヤ (ダイアモンド )針を利用してプラスチック溝に波形を彫り込む

– 帯域 (10Hz - 24KHz(?))– 33RPM(LP), 45RPM(EP),78RPM(SP)– 針，レコードの摩耗– ホコリ，熱，キズなどに弱い

磁気で記録磁気で記録

コンパクトカセットテープ–アナログ技術– 2チャンネル–音を磁力に変換して磁性体に記録–帯域 (20Hz - 20KHz)– 4.75(cm/s)でテープに記録–経年変化・磁力 (地磁力 )の影響

情報処理系と音情報処理系と音

音の定義–単位時間あたりの音量

単位時間あたりの音量を量子化する．– CDの場合• 量子化周波数 :　 44.1KHz• 量子化ビット数 :　 16ビット

ラジオにおけるラジオにおける通信モデル通信モデル

1対多の片方向通信今日の一曲目は、、

普通のラジオ普通のラジオvs vs インターネットラジオインターネットラジオ

普通のラジオの特徴• 周波数による局の選択• 音だけのサービス• 電波の届く範囲のみへのサービス

インターネットラジオ• 個人的に手軽に発信

– 局の選択方法？

• インターネット上ならどこでも配信可能– リアルタイム？非リアルタイム？

• 音以外の情報提供• 品質は？

今日やること今日やること

コンピュータコミュニケーションの基礎–階層モデル

コンピュータコミュニケーションのモデル–クライアント・サーバモデル–プロキシサーバ

ネットワークプログラミングの概念

メッセージを伝えるにはメッセージを伝えるには 思ったことを伝えるには–言葉、身振り手振り、映像に込めたメッセージ–何かを媒介して相手に伝える

なぜ、伝わるか–言葉• 発した言葉、書かれた記事の意味と同じ意味を相手も知っている

–身振り手振り• 相手の動作がどんな意味を持つか、コンテクストやコードから推測

コミュニケーションのためのコミュニケーションのための役割分担役割分担

脳の中のイメージが言葉になり 言葉を発するために声帯を震わせ、あるいは文字を書き、

空気や紙という媒体に記録され、運ばれ、 相手の鼓膜や目を刺激して、 パターンが脳に伝わり、 そのパターンと一致した意味が連想され、伝わる

役割分担： 階層モデル役割分担： 階層モデル

物理的な伝達

空気

言語の伝達

意思の伝達

意思の言葉への変換

発話者 受話者

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 プロトコルって？

– コミュニケーションを行うための決め事– 同じプロトコルしかお互い理解できない．– peer to peer

階層構造 (Layering)– 役割分担を明確に !

• 人のコミュニケーションの例

思考 → 声帯 → 空気 → 鼓膜 → 理解– コミュニケーションの相手と同じ構造が必要

次：ＯＳＩ参照７層モデル

OSIOSI 参照７層モデル参照７層モデル

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

各メーカーの機器が相互接続出来ない。統合標準化するための体系するための考案

プロトコル設計の物差し

OSIOSI 参照７層モデル参照７層モデル

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

各メーカーの機器が相互接続出来ない。統合標準化するための体系するための考案

プロトコル設計の物差し

インターネットの階層モデルインターネットの階層モデル IP層はバケツリレー（伝言ゲーム） IP層ではじめてエンドエンドの通信が確立 IPの上位層は IPの機能をするために世界中のホストと通信できる

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

インターネットと鉄道網インターネットと鉄道網 客 (データ )は必ず目的駅 (コンピュータ )に到達する 駅には乗換え駅 ( ゲートウェイ )と普通の駅がある 各路線 (ネットワーク )は自律運用、かつ、相互協調 選択可能な経路、経路の選択は知的な作業 鉄道網の「オーナー」はいない

「東京乗り換え案内」より 次：路線

OSIOSI 参照７層モデル参照７層モデル

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

Transport

Session

Presentation

Application

Physical

Datalink

Network

各メーカーの機器が相互接続出来ない。統合標準化するための体系するための考案

プロトコル設計の物差し

インターネットの階層モデルインターネットの階層モデル IP層はバケツリレー（伝言ゲーム） IP層ではじめてエンドエンドの通信が確立 IPの上位層は IPの機能をするために世界中のホストと通信できる

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

Physical

NetworkInterface

IP

TCP

Application

経路制御（経路制御（ RoutingRouting） その３） その３Routing tablesRouting tablesDestination Gateway Flags Refcnt Use InterfaceDestination Gateway Flags Refcnt Use Interface127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 10055 lo0127.0.0.1 127.0.0.1 UH 1 10055 lo0133.12.30.2 133.4.27.1 UGH 0 67 le0133.12.30.2 133.4.27.1 UGH 0 67 le0133.4.105.0 133.4.31.6 UG 0 0 le1133.4.105.0 133.4.31.6 UG 0 0 le1133.4.27.0 133.4.27.4 U 19 59513 le0133.4.27.0 133.4.27.4 U 19 59513 le0133.4.29.0 133.4.29.8 U 4 141350 nf0133.4.29.0 133.4.29.8 U 4 141350 nf0133.4.30.0 133.4.29.2 UG 6 8178 nf0133.4.30.0 133.4.29.2 UG 6 8178 nf0133.4.31.0 133.4.31.9 U 12 81608 le1133.4.31.0 133.4.31.9 U 12 81608 le1133.4.34.0 133.4.29.1 UG 2 806038 nf0133.4.34.0 133.4.29.1 UG 2 806038 nf0133.4.42.0 133.4.29.5 UG 1 4605 nf0133.4.42.0 133.4.29.5 UG 1 4605 nf0133.4.46.0 133.4.29.6 UG 2 129764 nf0133.4.46.0 133.4.29.6 UG 2 129764 nf0133.4.68.0 133.4.29.1 UG 0 0 nf0133.4.68.0 133.4.29.1 UG 0 0 nf0133.4.68.32 133.4.29.1 UG 0 0 nf0133.4.68.32 133.4.29.1 UG 0 0 nf0133.4.68.64 133.4.29.1 UG 0 0 nf0133.4.68.64 133.4.29.1 UG 0 0 nf0224.0.0.0 133.4.27.4 U 0 2964152 le0224.0.0.0 133.4.27.4 U 0 2964152 le0default 133.4.29.3 UG 18 1854553 nf0default 133.4.29.3 UG 18 1854553 nf0

次：ｎｅｔｓｔａｔ

IP IP ～～機能と特徴～機能と特徴～

機能– ホストの識別

• 32bit の識別子• IPアドレス

– データの中継• 乗換駅の例： 乗換え• ルータ・ゲートウェイ

– データの分割• 一度に送れないデータを

分割、再構成

特徴– 信頼性のない通信を提供

• データグラム型• 「失敗したらごめんね」• 最大限努力する

– 大規模な環境• 処理が単純

– 仕様が公開• RFC791

次： IP　インターネットプロトコル

TCP TCP (Transmission Control (Transmission Control

Protocol)Protocol) データ転送に関する制御を行う 具体的には ......

– IPに信頼性を加える•VC 型通信•エラー検出とエラー訂正•フロー制御•順序の再構成

–データ転送に関するユーザインターフェイス

次：ＴＣＰヘッダ

今週の課題今週の課題

「ラジオ」について議論しなさい–既存のラジオを技術的に分析・調査する。• 何のためにあるのですか？• できればそのビジネスモデルも考える。

–本当にほしいものは何？• 「音」の流通に関しての要求を整理しなさい。• ほしい「音」の流通のモデルを一つ提案しなさい。

– それは今のラジオでできますか？– どうすればできますか？課題は何ですか？