9 物理層 , 伝送媒体と公衆通信サービス

9 ,第章物理層伝送媒体と公衆通信サービス

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9 物理層 , 伝送媒体と公衆通信サービス


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構成9.1 0,1 の符号化杉山崇則9.2 コンピュータを結ぶ通信媒体

関洋平・工保夫9.3 公衆通信サービス

竹田宣広・田島紀幸9.4 インターネットへの接続形態

藤田尚宏・村山哲晴9.5 IPv6 と未来のネットワーク

山腰諒一

この章のまとめ杉山崇則


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9.1 0 と 1 の符号化

4401045 杉山崇則

Information Communication Network


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物理層の役割

コンピュータが処理する” 0” と” 1” を電圧の変化や光の点滅の信号に対応させる電圧の変化や光の点滅を” 0” と” 1” のデータに戻す


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信号の阻害要因

減衰・ノイズ同期


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主な符号化方式


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マンチェスター符号

クロック信号を同時に転送+V と -V が常に同数存在する


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9.3 　公衆通信サービス .1

4401052 竹田　宣廣


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9.2 コンピュータを結ぶ通信媒体　　　　　　　　　　

4401050 工　保夫4401047 関洋平


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イーサネットまたは IEEE802.3(10BASE5 、10BASE2) などで利用される

同軸ケーブル

10BASE ５… Thick ケーブル

10BASE ２… Thin ケーブル 10Mbps

ターミネータ（５０ Ω）

トランシーバ（ 10BASE5 ）


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ツイストペアケーブル（より対線）

導線を 2 本 1 組でより合わせた（ツイストした）ものノイズの影響を小さくし、ケーブル内の信号の減衰を抑制イーサネット（ 10BASE-T 、 100BASE-T など）の媒体としてよく使われている


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信号の伝送方式

RS232C を使用した通信のようなグラウンド信号（ 0 ボルト）に対し、送信するビット列に対応した変化を 1 本の線に流し処理RS-422 のようなグラウンド信号を使用せずに伝送ビット列に対応する信号（プラス側信号）とそれと正反対の信号（マイナス信号）を 1 対 1 （ペア）にして送信


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ツイストペアケーブルの種類

STP 外被の下にシールドと呼ばれるアルミ箔や

網のような導線で内部のツイストペアケーブルを保護しているケーブル

UTP ケーブル外被の中がツイストペアケーブル

だけで構成されるもの


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光ファイバーケーブルガラス繊維でできたケーブルで、光通信の伝送路に使う通信速度は従来のメタルケーブルと比べて段違いに速い 1Tbps 以上の転送速度を実現した例が報告

遠くまでほとんど減衰せずに信号を伝達数 10Km から数 100Km まで中継なしに伝

達可能


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光ファイバーケーブル価格が非常に高価ほかのメディアに比べて接続作業が難しく、専門の技術と機器が求められる

光ファイバーを使用したネットワークを構築する場合、将来の増設計画、また拡張性などを十分考慮した上で接続経路やしようする媒体などを検討する必要


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光ファイバーケーブルの分類

シングルモード光ファイバー光を通すコアの部分が細い光ファイバーケーブルレーザー光など、直進性の強い光を入力し、ケーブル中でほとんど分散せずに信号を伝える長距離伝送や超高速伝送が可能で、電話局間などの基幹通信網に使われている


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光ファイバーケーブルの分類マルチモード光ファイバー

光を通すコアの部分が太い光ファイバーケーブルケーブル内を光が反射しながら伝わる分散して信号がなまってしまうため、長距離の伝送や超高速伝送には向かない材料にプラスチックを利用できるため安価であり、折り曲げにも強い


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無線空間中を飛び交う電磁波を利用するためケーブルを利用しない

電波も光も電磁波の一種


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電波とはなにか電磁波は波長によって性質が変わる


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無線 LAN2.4GHz帯の極超短波と呼ばれる周波数帯日本では、 10mW 以下の出力であれば免許不要で利用できるよう開放されている領域

産業・科学・医学用の機器に用いる周波数帯が近い場合には電波干渉が起こり、正しく通信ができなくなるためきちんと管理する必要がある


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無線接続短波よりも波長が短いマイクロ波になると指向性が強くなる

２点間を結ぶ通信回線静止衛星を使用した衛生回線


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公衆サービス

　　 LAN のような構内の接続ではなく、

　外部と接続する。 NTT や KDDI料金を払って通信回線を借りる形態をとる。


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アナログ電話回線

いわゆる普通の電話回線を利用して通信すること。コンピューターを電話回線で接続するためには、デジタル信号とアナログ信号を変換するモデムが必要となる。


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ISDN （ Integrated Services Digital Network)

アナログ通信で使用していた交換機をデジタル化し、１回線に複数の通信路を設定して高速通信を可能にしたもの。


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携帯電話・ PHS携帯電話携帯電話を利用する 9.6kbps~384kbps程度の通信を行うことができる。

利用できる範囲内ではどこでもネットワークに接続できる。

　　


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32kbps~128kbps のデジタル回線になっている。　　　　　　　　　　　普通に音声で通話するときは、音声信号が ADPCM と呼ばれるデジタル音声に変換されてから電波で送信される。このデジタル回線を直接利用する伝送手順に PIAF がある。

PHS


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ケーブルテレビ　本来、電波を主体とするテレビ放送を、　　　　　　　ケーブルを使って放送するサー

ビス

　ケーブルテレビを使ったインターネット接続サービスは放送に使われていない空いているチャンネルをデータ通信専用に利用する。

　ケーブルテレビ網では 10Mbps 程度の通信のサービスが行われている。


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9.3 　公衆通信サービス .2

4401053田島紀幸


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専用回線（専用線）

接続形態は、必ず１対１になる。きめ細やかな帯域設定（ Mbps ）デジタル専用サービス

（ 64kbps~6,50,150 ） ATM メガリンクサービス

（ 0.5,1~135,600 ）メトロハイリンク（ 45,150,600 ）


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X.25 （公衆パケット交換サービス）

公衆データ網におけるパケットモードで動作するデータ端末装置（ DTE ）とデータ回線終端装置（ DCE ）間のインタフェースひとつの回線から複数のサイトに同時に接続可能エラー処理や転送効率を考慮


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フレームリレー（ Frame Relay ）蓄積交換方式で異速度端末間接続が可能であるX.25 に比べプロトコルを簡略化し、誤り制御やフロー制御は隣接するリンク間で行わないで端末間で行う。そのために高速通信が可能バースト的なトラフィックに対応するため、帯域の有効利用ができる。１本の物理回線で複数拠点と同時接続（論理多重）が可能DLCI によりフレーム論理多重が可能


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フレームリレー網


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IP-VPN

Virtual Private Network 仮想私設網 MPLS と IPsec

IPsec による IP パケットの認証と暗号化 Transport モード Tunnel モード


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IP-VPN

ラベル付与ラベル除去


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9.4 インターネットへの接続形態

4401076 藤田尚宏4401086 村山哲晴


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発表の構成

接続形態の種類ダイアルアップ接続と常時接続

一時的、恒久的な IP アドレスNAT(NATP) によるインターネット接続インターネットに接続するときの注意点ファイアウォールアプリケーションゲートウェイ


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接続形態の種類　

ダイアルアップ接続少し前までの方法家庭での電話回線、 ISDN を利用　

常時接続今の流行り ADSL や CATV などが有名急速に普及


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ダイアルアップ接続　

インターネットに接続する時だけ ISP に接続するISP との間は電話回線や携帯電話、 PHS を利用通信回線上ホストとプロバイダ間でPPP （ Point-to-Point Protocol ）を利用して、認証や IPパケットの転送が行われる一つの回線に一つのホストしか接続できない接続した時間に応じた料金　　


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常時接続インターネットと通信するしないにかかわらず、常に ISP と接続料金は定額制以前は専用回線が必要なために高額

　　　　　　　　　　　　↓　現在は CATV や ADSL を利用することで安価

になり、ダイヤルアップ接続よりも高速なデータ通信が可能となり利用者が急増した


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一時的な IP アドレス

ダイアルアップ接続接続するたびに異なる IP アドレスが割り当て

られる場合がある常時接続接続している限りは同じはずだが、プロバイダの都合により変更する場合もある

TCP/IP では IP アドレスを元に通信を行う、そのためどのような IP アドレスがつけられているかはとても重要。


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恒久的な IP アドレス

　一時的な IP アドレスでは外部からの接続させることは困難であり、 DSN に登録しても IP アドレスが変わっては使えないしトラブルになる

独自にドメイン名を取得して、自分で外部にむけてWeb サーバーを立ち上げたい！！

　　　　　　　　　　　　↓　　　　　　固定 IP アドレスを取得　（ ISP によっては追加料金が必要だったり、固定 IP

アドレスを配布するサービスがない場合もある）


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NAT （ NATP ）によるインターネット接続

　インターネットに接続する場合、プロバイダからはグローバル IP アドレスは１つしか割り当てられない

　　接続するには接続するホスト分のアドレスが必要　　　　　　　　　　しかし↓IPｖ４のアドレスが不足し、複数のアドレスの取得は困

難　　　　　　　　　　そこで↓　　 NAT （ NAPT ）を利用する・・・・ P.１５８参照


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NAT(NAPT) の使用

インターネット側から NAT 内部のネットワークに対する接続は制限

　　　　　　　　　　↓クライアント的な利用であればほぼ問題なし

　現在市販されている PPPoE 対応ルーターなどには NAT(NAPT) 機能を備えているし、さらには DHCP の機能も備えているため、複数の PC を容易に接続することができる


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インターネットに接続するときの注意点

料金 ISP との契約 ISP までの通信回線確保　などセキュリティ自分のホストを「踏み台」に利用されるコンピュータウイルス


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ファイアウォール（１）

組織内とインターネットとの境界に設置し、セキュリティを確保するための装置やソフトウェア通過するパケットを一定の条件の下に許可もしくは破棄する


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ファイアウォール（２）

インターネット

メールサーバ

wwwサーバ

TCPポート： 80番


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アプリケーションゲートウェイ

内部のネットワークとインターネットをルータで接続せず、アプリケーションゲートウェイでいったんトランスポートプロトコルのセッションを区切ってから通信する方法代理サーバ（ Proxy Server ）


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代理サーバ

インターネット

アクセス制御アクセスログ保存

代理サーバ


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9.5 IPv ６と未来のネットワーク

4401088 山腰諒一


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NAT （ NAPT) の問題点外部のネットワークから内部のネットワークに接続できない。（ネットワーク対戦ゲーム、ビデオ会議システムなど）外部から接続ができるものもあるが、同じポート番号を使用した場合は同時に接続できるホストが一台に限定される。データ転送速度を向上するのが難しい。帯域通信に向いていない。耐障害性を高めることが難しい


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アプリケーションゲートウエイの問題点

ネットアプリケーションとゲートウエイが対応している必要がある。（対応しているのは WWW （ HTML) だけである）データ転送速度を向上するのが難しい


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問題がおきる理由

エンドツーエンドでグローバル IP アドレスを使用してないため（アドレスが豊富だとエンドツーエンドで通信できるから）


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IPv6 を使うと

必要な量のアドレスが配布されるホスト数が１８４４京（けい）個になるNAT やアプリケーションゲートウエイが必要なくなる個々のアドレスに対してファイヤーウォールが必ず必要になる外部とは直接通信することはできず、代理サーバ経由で許可された情報だけにアクセスする環境になる


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IPｖ６のグローバル IP アドレスのフォーマット

FP

３

TLAID

１３

RES

8

NLA ID

24

SLD ID

16

Interface ID 　（＝MAC アドレス）

64

広域ネットワーク

サイト内部

インタフェースの識別子

ネットワーク部ホスト部


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IPv6 の未来

個々のコンピュータにファイアウォールの設定が必要テレビ会議に必要な帯域を簡単に予約できるシステムの登場

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