エンドユーザーコンピューティングⅠ

ネットワーク基盤技術

(2)

大江将史

/NAOJ

おおえまさふみ

本日のテーマ

• インターネットの仕組みや構成を

「ちょっと」知る。

• パソコンがなかったら、楽しめません。

– 次回からはわすれないよう。

• 授業の資料

WEB

http://www.fumi.org/kaetsu/

★本日の資料は、 NB-02です。

http://www.fumi.org/kaetsu/NB-02.pdf

インターネットをしる

• インターネットのイメージ

みんなつ ながって いる！ インターネット ちっちゃな ネット ちっちゃな ネット 携帯電話会社 大学 企業 家庭 大企業

インターネットを知る

• パソコンや携帯電話、テレビなどなどいっぱ

いつながってた集合体＝インターネット

インターネットの深さを知る

•

Traceroute でインターネットの距離が分か

ります．

–

Windowsの場合は、tracert コマンド

–

Winキー+R



cmd [エンター

hands-on : traceroute

•

インターネットの深さは、「

traceroute」というアプリケーションで

知ることができる。

•

Tracerouteの実行方法

– スタートメニュー→「ファイル名を指定して実行」 • Vistaの場合は、スタートメニュー→「検索の開始」 • Win8/7の場合は，Winキー+R – 「Cmd」 ＋ 「リターンキー」 – コマンドプロンプト「黒い」画面が開く

hands-on : traceroute

• 「

tracert」を入力し、スペースの後に、相手

先の名前を入れる。

– 例

)

www.google.com

など

tracert www.fumi.org tracertの後、宛先の名前を入れ る。 例) www.fumi.org

hands-on : traceroute

• 読み方

↓相手までの距離 ↓通過していく場所の名前（ホスト名）

Hands-on: traceroute

• 注意点

– 距離には制限がある。（この場合、

30先ま

で。）

– セキュリティの上、経路が見えない場合があ

る。

Hands-on: traceroute

• たとえば、

www.2ch.net

–

12番目から

16msだった

のが、

134ms

に！

8200km位？

Hands-on: traceroute

静止軌道＝上空約36000km 通信衛星 通信衛星をつかったインターネットの場合 静止軌道を往復する= 7.2万kmの距離 （日本-アメリカ : 8200km位） 直径 12000km

Hands-on: traceroute

• チリ国の大

使館

つながるってなんだろう？

• インターネットは、いろんなものがつながっ

ている。

– なぜつながることができるのか？

– 電源プラグ

• 日本のプラグはヨーロッパではつかえない。（ささら

ない）

– 規格が違う。

つながるってなんだろう？

• インターネットが世界中でつながる理由

– みんな、「インターネットプロトコル

（

IP）」にしたがっている（準拠している）

• プロトコル＝規格＝決まり事

– みんな

に合わせましょう

となっているようなもの

インターネットプロトコル

(IP)の基

本

• インターネットに接続されたノード（パ

ソコンや携帯や、テレビなど）には、識

別のための番号がつく。

– 識別のための番号＝

IPアドレスと呼ばれます。

– インターネット内での

IPアドレス＝世界中で

唯一のアドレス

• 重なることはありません。

• グローバル

IPアドレスは、2^32＝約40億個ありま

す。

プライベート

IPアドレス(後述)

IPアドレスとは？

• インターネットに接続されたホスト（パ

ソコンなど）を識別するためのもので、

ドット「

.」で区切って、以下のように表

現されます。

a.b.c.d

※

a,b,c,dは、それぞれ、0-255の値が入ります。

例

) 133.40.208.1

IPアドレス 133.40.208.1 IPアドレス 202.178.129.198 IPアドレス 203.128.136.1 203.128.136.1の人と通信したい！ IPアドレス 203.178.129.190 グローバルIPにより、ネット上で各ノード(パソコンなど)を識別できます！

一方、プライベート

IPは？

• インターネット上では使えませんが、閉じた

ネットワーク内なら使えます。

– 大学内

– 家庭内、企業内

– ケーブルテレビとか。

• プライベート

IPアドレスは、以下のように定

められています。

–

192.168.0.0-192.168.255.255

–

172.16.0.0-172.31.255.255

10.0.0.0-10.255.255.255

プライベートアドレスのイメージ

IPアドレス 192.168.11.1 IPアドレス 192.168.11.2 _192.168.11.1IPアドレス IPアドレス 192.168.11.2 IPアドレス 192.168.100.1 IPアドレス 192.168.100.2 家庭内のネットワークでは、 プライベートIPがよく使われます。

インターネット

プライベート

-インターネットの橋

渡し：

NAPT(NAT)技術

• NAPT=Network Address port Translation

– NAT=Network Address Translation – 「アドレスとポートの変換」です。 – プライベートIPとグローバルIPの変換に使用される場合が多いです。 – （すくない）グローバルアドレスをNAPT(NAT)技術をつかって、共有するイメージで す。 プライベート_IPア ドレス 192.168.11.1 プライベート_IPア ドレス 192.168.11.2 NAPT グローバル_{IPアドレス} 192.168.11.2 プライベートIP アドレス 192.168.11.3 インターネット上のノード プライベートアドレスを、

NAPT/NAT

• 家庭内ルータなどで、よく使われていま

す。

–

1個のグローバルIPアドレスを、10台のプライ

ベートアドレスを持ったパソコンなどで共有

• 嘉悦大学でもつかってます．

IPアドレス＝資源

約40億個のアドレスは、

ドンドンなくなっています。 （使われている。）

IPアドレスがなくなったら？

• インターネットにつなぐことができなくなります。

• これから発展する国々にとっては大変な障害です。

大変だ

• 解決策

– よりアドレスが沢山つかえる、

IPv6(Internet Protocol

Version 6)へ移行

–

NAT(アドレスの変換：後述）を使って、現在のIPを延

命

などが考えられています。

IPv6って？

• いまのインターネットプロトコル

(IP) 、正

式には、

IPv4(Internet Protocol Version 4)を

ベースに改良された規格です。

– 数え切れない位のアドレスが最大の特徴

• ほぼ無限

IPv4アドレスの2

96

倍

•

340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456個

•

IPv6は、身近にあります。

–

VistaとかMacには、IPv6に対応しています。

IPv6へ簡単に移れない

世界中の↓を 世界中の↑にかえるようなもので す。 切り替えには莫大なコストが掛かります。 ハードウエアから、ソフトウエアまで、

ＩＰアドレス

(IPv4)をもっと詳しく

• IPアドレスの大きさ=32ビットです。 • ビットとは？ – 0と1で数を表す（2進数）における1桁皆さんは、普段、0-9を使った 10進数を使っ ています。 • 2,3,4,5,6,7,8,9はありません。 – ＯＮ(1)かＯＦＦ(0)かを表現 • コンピューターに都合がいい＝人間に都合わるい。 10進数 2 3 4 2進数

0 ０ 1 １ 2 ２ ３ ４５６７８

10進数

9 ９ ０ 1 １ ０

10進数

０ ０

2進数

０ ０ ０

0

4

1

6

2

5

3

8

9

10

7

_{１１１ １０１０１０１ １１００１}１_{１００ ０１００１１１}０_０１

2進数と10進数

•

０と１の組み合わせによって、数が

表現できる。＝普段の表現（０～９

で表す：

10進数）へも変換できます。

＝ 1 0 0 1 (2進数) いつもの数（１０進 数） 二進数 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 10 1010 11 1011 12 1100 13 1101 ＝

IPv4アドレス=32bit

• ビット＝

2進数の1桁

–

32bit = 32個桁がある。（32個の0か1の入る箱がある。)

•

IPアドレス＝32ビット

– 先ほどあった、

a.b.c.dのアドレスの形は、8bit毎に区切っ

て、

10進数に変換して、表示したもの。

• つまり、

IPアドレスが、10.9.8.7ならば、

–

0000 1010 . 0000 1001. 0000 1000 . 0000 0111

となる。

0 0 0 0 1 0 1 0

a.

b.

c. d

Hands-on:

Windowsの電卓で2進数-10進数変換

• スタート電卓

• 右上

≣からの「プログラマ」を選ぶ

Hands-on:

Windowsの電卓で2進数-10進数変換

•

DEC は、10進数・BINは、2

進数という意味です。

–

HEXは１６進数 OCTは8進数

入力する値を１０進数とする



DECをクリックする。

入力する値を２進数とする



BINをクリックする。

入力する値は、10進数

DEC選択時

• 電卓は、入力値を

10進数

として取り扱われる。

• 入力された値の

2進数にし

た値は、「

BIN」の右に表

示される。

–

1010

入力した値は、自動的に、

各進数（

HEX/DEC/OCT/BIN)に

変換され、表示

• 結果より１０は、２進数

(BIN)では、1010である。

BIN選択時

• 電卓は、入力値を

2進数と

して取り扱われる。

• 入力された値の

10進数に

した値は、「

DEC」の右に

表示される。

–

2

入力した値は、自動的に、

各進数（

HEX/DEC/OCT/BIN)に

変換され、表示

• 結果より、

”10”は、10進数

(DEC)では、2である。

応用

•

アイコンをクリック

すると、２進数の入力

モードになる。

• 右下が低位の桁で、左上

が高位の桁

• 各数値をクリックうこと

で、「０」と「１」が切

り替わる。

–

2進数で数値を入力でき

る

•

DECに１０進数への変換結

果が表示される。

問題

1. 次の１０進数の値を２進数にしなさい

A) 2

B) 11

C) 255

2. 次の２進数の値を１０進数にしなさい

A) 1111

B) 1000 1000

C) 1010 1111

D) 1111 1111

問題：

192.168.11.1を２進数で示せ

– ヒント：ドット区切りごとに

10進数から2進数

へ変換する。変換が完了したら、全部くっつ

ける。

•

192 => ？ 1100 0000

•

168 => ？ 1010 1000

•

11 => ？

•

1 => ？

IPアドレスをもっと詳しく

•

32ビットの長さのIPアドレスの構成

–

32ビットが、ネットワークアドレスとホスト

アドレスにビット単位で区切られます。

ネットワークアドレス ホストアドレス ＝32ビット=IPアドレス(a.b.c.d) 24ビット 8ビット ネットワークアドレス ホストアドレス ＝32ビット=IPアドレス(a.b.c.d) 16ビット 16ビット

IPアドレスをもっと詳しく

• ネットワークアドレス

– ネットワークがいっぱい集まったもの＝インター

ネット

– そのいっぱいある「ネットワーク」をを識別するた

めに「ネットワークアドレス」が使用される。

• ホストアドレス

ネットワーク内のホスト（パソコンなど）を識別する

ために「ホストアドレス」が使用される。

ネットワークアドレス ホストアドレス

ネットワークアドレス 192.168.11 192.168.11.1 192.168.11.2 192.168.11.3 192.168.11.4 個別のホストに、「ホストアドレス」が割り当てられる。

a.b.c.d/e

工学部のネットワーク ホストアドレ ス ネットワークアドレス 192.168.10 192.168.10.1 192.168.10.2 192.168.10.3 192.168.10.4 経済学部のネットワーク ホストアドレ ス 事務部のネットワーク ネットワークアドレス 192.168.9 文学部のネットワーク ネットワークアドレス 192.168.8 法学部のネットワーク ○×大学のネットワーク

サブネットマスク

• ネットワークアドレスの長さの部分を

「サブネットマスク」といって、

a.b.c.dの

書き方に続けて「

/e」と書きます。

– たとえば、

192.168.0.1 で、ネットワークアド

レスの長さが、

24ビットだと。

１９２．１６８．０．１／２４

このアドレスは、ネットワークアドレスが

24ビットで、ホストアドレスが、32-24の8

ビットであるという意味です。

/なんたらの表現以外には。

•

/24といったサブネットマスクの書き方以外の書き方もありま

す。

–

32bitのIPアドレスにおいて、ネットワークアドレスの部分にす

べて

1、ホストアドレスの部分に0を入れた値を a.b.c.dで表現し

たものをサブネットマスクとして各場合もあります。

ネットワークアドレス ホストアドレス 24ビット 8ビット 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 １９２．１６８．０．１／２４

まとめると

•

192.168.0.1 というＩＰアドレスがある。

– ネットワークアドレスの長さは、

24ビットである。

– ホストアドレスの長さは、

8ビットである。

• これらのまとめて表記すると

–

192.168.0.1/24

–

192.168.0.1/255.255.255.0

–

192.168.0.1 サブネットマスク 255.255.255.0

• ネットワークアドレスのみを表記する場合は

–

192.168.0.0/24 (ホストアドレスが0)

–

192.168.0/24

というように示されます。

Hands-on: 自分のＰＣで確認する。

• ネットにつながっているＰＣは、ＩＰア

ドレスがついています。

–

Ipconfig コマンドで、しらべることができます。

•

Tracerouteのときと同様に、ipconfig /all と入力して

みましょう。

別のネットワークへいく

•

工学部と経済学部は、違うネットワークあります。

– ネットワークアドレスが同じだったら、お互いに通信できます。 – 違ったら、この２つのネットワーク橋渡ししてくれる「ルータ」を使 う必要があります。 ネットワークアドレス 192.168.11/24 192.168.11.1 192.168.11.2 192.168.11.3 192.168.11.4 工学部のネットワーク ネットワークアドレス 192.168.10/24 192.168.10.1 192.168.10.2 192.168.10.3 192.168.10.4 経済学部のネットワーク ホトアドレス ルーター

192.168.11/24 192.168.11.1 192.168.11.2 192.168.11.3 192.168.11.4 工学部のネットワーク

192.168.10/24

192.168.10.1 192.168.10.2 192.168.10.3 192.168.10.4 経済学部のネットワーク 事務部のネットワーク ネットワークアドレス 192.168.9/24 文学部のネットワーク ネットワークアドレス 192.168.8/24 法学部のネットワーク ○×大学のネットワーク ルーター

○×大学ネット

インターネット：ルータが世界中

でつながりあっている

hands-on : tracerouteに戻る

• 読み方

↓

相手までの距離

↓通過していく場所の名前（

通過したルーター

← www.fumi.org へtracerouteを実施

インターネット：ルータが世界中

でつながりあっている

pc6.fumi.org 省略

１

２

３

１２

１

3

１１

Local.gateway softbank221019211254.bbtec.net 10.206.2.145 ve-5.foundry6.otemachi.wide.ad.jp ve-51.cisco2.notemachi.wide.ad.jp