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ネットワークの機能と形態

第2章

ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

1. 全体評価

2%5%

63%

28%

2%

設問1. 授業の内容を理解できた

あてはまらない

全くそう思わない

そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2%

49%44%

3%

設問2. 授業について総合的に満足できた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2%

50%43%

3%

設問3. 授業の内容に興味を持ち、

有意義であった



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

【授業アンケート結果】


２. 教員の教授方法、熱意（１）

2%2%

44%49%

3%

設問4.十分に準備された授業であった



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2%

23%

70%

3%

設問5.授業に対する熱意が感じられた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2%9%

40%47%

2%

設問6.毎回の授業の狙いが明確に

示された



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2% 12%

42%40%

2%

設問7.黒板、スライド等が効果的に

利用されていた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答



２. 教員の教授方法、熱意（２）

2%

16%

30%49%

3%

設問8.教員の声は聞き取りやすかった



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2%9%

44%42%

3%

設問9.説明は明快で、抽象的な概念も

分かりやすく説明された



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

5% 7%

51%35%

2%

設問10.学生の質問や相談に適切に

答えていた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2% 7%

37%49%

3%

設問11. テキストや配布資料が内容

理解に効果的であった



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答



３. 授業の内容・構成

5%7%

81%

5% 2%設問12.授業の水準について

低すぎる

やや低すぎる

適当

やや高すぎる

高すぎる

未回答

2% 5%

49%42%

2%

設問13. シラバスや授業要項の予定

通りに進められた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2%5%

91%

2%

設問14. 授業のペースについて

遅すぎる

やや遅すぎる

適当

やや速すぎる

速すぎる

未回答

2%

33%

63%

2%

設問15.演習は適切に行われた



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答



４. 学生の学習行動

2%9%

86%

3%

設問16.私はこの授業によく出席した



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

2% 2% 7%

35%

51%

3%

設問17.私は板書や解説などをよく

ノートにとった



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

28%

7%30%

33%

2%

設問18.私は宿題に意欲的に

取り組んだ



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答

14%16%

23%23%

21%

3%

設問19.私は予習・復習を必ずした



そう思わない

そう思う

強くそう思う

未回答



通信における基本的な知識を学ぶことができてよかった----演習で授業中の内容を理解できたこと。中間テストの問題を公開してくれたこと----本を読んでもよくわからない内容を、例も挙げてわかりやすく説明されていて楽しかった----抽象的概念の説明が丁寧だった点。内容を差し置いて授業として一番楽しく真面目に取り組めた----テクノモールが楽しかった

この講義で良かった点



この講義で改善を希望する点

演習が簡単すぎて授業を理解できているか実感できなかった----朝実験があることもあり、金曜5限だと集中が切れてしまうことが多々あった----スライドの順番は説明順に並べてあると嬉しいです。一部を重点的に説明しすぎて前後のつながりや軽く飛ばした部分について説明がおろそかになっていると思います。----できればスライドでもう少し口頭で説明したことを書いておいてほしい。口頭で説明されたことが1回しか繰り返されないため聞き漏れが多かった



時間割や声質もあって非常に眠くなります----取り扱う内容が広く感じるので、もう少しゆとりがあってもよいと感じた

その他(コメント，意見，提案などご自由にどうぞ)【授業アンケート結果】


サーバ・クライアント型ネットワークとピア・ツー・ピアネットワークの通信形態

ネットワーク

サーバクライアント

要求

応答

ネットワーク

ピア

ピアピア

要求・応答

（a）サーバ・クライアント型ネットワーク

（a）ピア・ツー・ピアネットワーク図2.1

10


サーバ・クライアント型ネットワークとピア・ツー・ピアネットワークの基本構成

サーバクライアント型ピュアP2P型ハイブリッドP2P型

SETI@home Gnutella, Freepoint，Winny

Napster、WinMXCoopNet＊

センターサーバピアホストセンターサーバ

タイプ

接続構成

例

ファイル探索・検索

センターサーバピアホストピアホストストレージ

クライアントセンターサーバ

ピアホストセンターサーバ

ピアホスト

＊Cooperative Networking

構成要素

表2.1

11


回線設定フェーズと通信フェーズのプロトコルの働き

（a) 呼設定・解放フェーズ

（b) 通話・ユーザ情報転送フェーズ

端末(エンドホスト)端末(エンドホスト)

ネットワーク

データリンク

物理

交換機(中間ノード)

プレゼンテーション

セッション

トランスポート

ネットワーク

データリンク

物理

アプリケーション


セッション


ネットワーク

データリンク

物理


プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

プロトコル

ネットワーク

データリンク

物理


セッション


ネットワーク

データリンク

物理



セッション


ネットワーク

データリンク

物理


交換機(中間ノード) 端末(エンドホスト)端末(エンドホスト)

プロトコルプロトコル

プロトコル

プロトコルプロトコル

プロトコル

図2.2

12


発電話端末(A) 交換機

ユーザデータ転送（通話）

着電話端末（B）

呼出信号

応答

発呼

（オフフック）

コネクション

設定フェーズ

コネクション解放フェーズ

通話フェーズ

時間の流れ

発信音

起動信号

呼び出し音

選択信号

起動完了信号

交換機

ダイヤル

応答信号

終話信号

復旧完了信号

復旧

（オンフック）復旧

（オンフック）切断信号

図2.3

回線交換呼接続手順13


発信端末(A)

パケット交換機

データパケット転送

着信端末（B）

呼出信号

仮想回線設定フェーズ

仮想回線解放フェーズ

データ転送フェーズ時

間の流れ

CAパケット(受信可）

CRパケット(発呼要求） CRパケット

(発呼要求）CNパケット

(着呼）

CCパケット(接続完了）CCパケット

(接続完了）

CQパケット(復旧要求） CQパケット

(復旧要求） CIパケット(切断指示）

CFパケット(接続完了） CFパケット

(接続完了） CFパケット(接続完了）

パケット交換機

図2.4

X.25 パケット交換呼接続手順

(注)パケットだからって、コネクションレスではない

14


コネクションオリエンテッド15

ATMパケット（セル）だがコネクションオリエンテッド

特徴

① 固定長パケット

② バーチャルサーキット


ハードウェアスイッチングと固定長セル（1）

1653byte

5byteペイロード（ユーザー情報）

#2をつける

#2

#9#4

#16

ポートA

#2→#9に変更ポートAに送出

すべてハードウェア

#2→#9→#4→#16（ラベルリレー）＝仮想回線


ATM-UNIセル構造17

ビット

8 7 6 5 4 3 2 1

1

2

3

4

5

6

53

GFC

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI PT CLP

HEC

ユーザ情報（48×8ビット）

フロー制御（generic flow control）

マルチポイントアクセス制御

仮想パス識別子（Virtual path identifier）

仮想チャネル識別子（Virtual channel identifier）

ペイロード種別（payload type）

ユーザ情報用/OAM用の区別網内輻輳の有無の表示

ATMレイヤユーザ間表示など

セル損失優先度（cell loss priority）

損失に関するセルの優先度表示など

ヘッダ誤り制御（header error control）

ヘッダの誤り検出/訂正符号、セル同期

オクテット


ハードウェアスイッチングと固定長セル（２）

18

オーバーヘッド少

オーバーヘッド大

tsec

セル化遅延 ⇒ ペイロードをいっぱいにする時間


コネクション型ネットワークとコネクションレス型ネットワーク

可変長NAデータ長

仮想回線回線回線／チャネル

ありなし誤り制御

要NAデータ形式

大小回線使用効率

大最小転送遅延

待時即時即時／待時

固定長

仮想チャネル

なし

要

大

小

待時

セル X.25パケット

可変長

なし

あり

要

大

小

待時

データグラム呼回線保留単位

セル交換パケット交換

蓄積交換回線交換交換モード

コネクション型/コネクションレス型

コネクションレス型コネクション型

表2.2

19


データグラムと仮想回線

仮想回線形式VC (Virtual Circuit)あらかじめ経路を予約する

データグラム形式（Datagram）あいている前方ノードを選択

VC

図2.5

（コネクションレス）

（コネクションオリエンテッド）

20


コネクションオリエンテッドの大きな特徴-QoS保証と呼受付け-

21

QoS（Quality of Service : サービス品質）

→コネクションオリエンテッドの大きな特徴

CAC（Call Admission Control）品質が悪ければ、もしくは、混雑していたら、受付不可（Reject）


話は変わって、インターネットプロトコルを少し学習

22

① インターネットは、代表的コネクションレス通信

② 何故広くひろまったか？

③ 何が大きな特徴かを理解しよう


インターネットの1つの工夫23

「コネクション」第3層ネットワーク層の概念

TCP: Transmission Control ProtocolUDP: User Data Protocol

スチューピッドネットワーク

光ファイバはエラーがない

×廃棄

正しく送れているか？

第3層まででコネクションを確立

⇒つまり、エンドエンドで再送とかする

Connection-oriented 方式 Connection-less 方式

・通信のはじめにコネクション・送信すべき情報があると

が確保できるかどうかチェック。コネクションを確保せず

（受付制御）そのまま送信する。

・確保できるとコネクションを占有。・コネクション多くのユーザで

送信が終了するとコネクション共有する。

を開放。例：インターネット

例：電話ネットワーク・特徴

・特徴衝突が発生し品質保証が

品質保証が行いやすい困難⇒ベストエフォート

使用効率は低い使用効率は高い

短いパケットには非効率短いパケットに適する

リアルタイムメディアに最適リアルタイムメディアには不適

青山友紀

24


インターネットの基本原理

• Packet-based Network• 善意で均一なユーザコミューニティ• End-to-end Argument

Intelligent Terminal ＋ Stupid NetworkConnection-less IP NetworkBest Effort Networking

• Congestion AvoidanceTCPによる品質確保と輻輳制御

• Open Interface ＆ Transparencyユーザは自由にPCにソフトをインストールすれば新しいサービスが利用できる

• Global ConnectivityGlobal Unique IP Address

• StandardizationRough Concensuss + Running Code

Aoyama

25


IP Protocol

Applications Web Email

Video/Audio TCP/IP

Access Technologies Ethernet (LAN)

Wireless (LMDS, WLAN, Cellular)

Cable ADSL

Satellite

Applications

AccessTechnologies

“NarrowWaist”

“スリムなウエスト“26


TCPによる確認型転送

PKT：パケットACK:確認信号

NAK:非確認信号SN:sequence number

時間

送信側受信側ネットワーク

誤り

図2.6

ACKがなく、タイムアウトで

再送

27


TCPのウインドウ制御

PKT：パケットACK:確認信号

NAK:非確認信号SN:sequence number

ウインドウサイズ＝３

送信側受信側

時間

ネットワーク

誤り

図2.7

28


・誰もが自由にＬＡＮを構築し、ＴＣＰ／ＩＰでつなげば接続可能（アドレス取得は必要）

・ネットワークシステムの経済性

例：交換機 > ルータ

・透明性・オープン性ユーザは自由に新しいサービスソフトを開発し、

ＰＣに搭載すれば利用が可能

透明性・オープン性セキュリティ

インターネットはなぜ成功したか？29


教科書の残りを説明しておきます30

① ネットワークのトポロジー

② 論理構成


ネットワークトポロジー

(1)スター型（6）ツリー型（5）リング型（4）バス型

（2）メッシュ型

(3)ダブルスター型

(7)パッシブスター型 (8)パッシブダブルスター型

図2.8

31


2.5 メディア共有型トポロジー32

モティベーション：光ファイバーを共有することによるコストダウン

FTTH：Fiber-to-the-Home

光加入

フレッツ光

PON：Passive Optical Network

電話局光ファイバ

ユーザー

ONU

OLTカップラー

（光を分ける）

（32）

20km


リング型物理トポロジーネットワーク上のスター型論理トポロジー

A

B

CD

E B

CD

E

A A

B

CD

E

(a)物理ネットワークのトポロジー (b)伝送リンクの使用パス (c)論理パスに着目したトポロジー

図2.9

33


物理ネットワークと論理ネットワーク

多重化装置大容量伝送システム中小容量伝送システム

回線ネットワーク

（論理ネットワーク）

伝送媒体ネットワーク

パスネットワーク

多重化装置クロスコネクト

パス（回線束1.5Mbps等）

加入者交換機

回線（64kbps）

図2.10

34

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