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第2回 Ethernet 1
計算機ネットワーク
1
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IPアドレス
IPアドレス
ネットワーク層(L3)のアドレス
インターネットの端末に対して Unique
重複不可! → 通信障害、他者に迷惑
ネットワーク部・ホスト部
クラスA, B, C, D, E
2
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IPアドレス
IP上の端末の識別名
インターネット上のユニークな番号
32bit
dot で区切った10進数4つで表す
01111111 00000000 00000000 00000001
127 . 0 . 0 . 1
3
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IPアドレスの構成
ネットワークアドレスとホストアドレス
ネットワーク部 ホスト部
192 . 168 . 1 . x
192.168.1.1 192.168.1.2
192.168.1.3 132.112.128.4
4
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IP アドレスの表示
UNIX系
ifconfig (–a)
Windows
ipconfig (/all)
ルータ (Cisco IOS like)
show interface
show ip interface (brief)
5
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UNIX系: ifconfig -a
インターフェース
IPアドレスと
ネットマスク
6
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Windows:ipconfig (/all)
「プログラム」→「アクセサリ」→「コマンドプロンプト」 (cmd (cmd.exe))
IPアドレスと
ネットマスク
インターフェース
7
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サブネットマスク
ネットワーク部 bit → 1
ホスト部 bit → 0
11000001 10101000 00000011 00000010 (IPアドレス193.168.3.2) 11111111 11111111 11111111 00000000 (ネットマスク 255.255.255.0) AND をとると、ネットワーク部だけが残り、ホスト部が0になる。
32ビット整数 32ビット整数
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ネットマスクの表記
例:11111111.11111111.11111111.00000000
1. 10進数表記 → 255.255.255.0
2. 16進数表記 → FFFFFF00
3. プレフィックス(prefix)表記
1の個数を / (スラッシュ)の後に書く
→ /24
IPアドレスと共に表示する場合が多い
192.168.1.129/24
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特殊なアドレス
ネットワークアドレス
ホスト部 All 0
ブロードキャスト
ホスト部 All 1
ループバック
自分自身 127.0.0.1
ループバックインタフェース lo ループバックインタフェース lo
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デフォルトゲートウェイ
同一ネットワーク外への通信を中継する機器
自分と同一ネットワークにいる必要がある
⇒ 同じネットワーク部を持つアドレス
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Ethernet とは
LAN (Local Area Network) の一つ
現在、広く一般的に用いられる
OSI 参照モデル Layer 1 & Layer 2
IEEE 802.3 にて制定される標準規格
シリアル通信規格
Ethernet とはエーテルのこと 19世紀に光の波を伝える媒体として全宇宙に広く満たされていると考えられていた架空の物質
Ethernet とはエーテルのこと 19世紀に光の波を伝える媒体として全宇宙に広く満たされていると考えられていた架空の物質
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Ethernet の歴史
1970 Hawaii 大学 ALOHA net 無線通信 ⇒ 多数のノード ⇒ 後の CSMA/CD
1975 Xerox PARC (Palo Alto Research Center)
バス型 有線 LAN : CSMA/CD 多重化通信
1979 DEC, Intel, Xerox によって改良 DIX 仕様
1980 IEEE (米国電気電子学会) 標準化 IEEE 802.3
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ネットワークのトポロジー
バス型 (Bus)
リング型 (Ring) スター型 (Star)
14
同軸の時代
10BASE5, 10BASE2
新型
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Ethernet のトポロジー
基本設計 ⇒ バス型
初期のEthernet ⇒ バス型
現在 ⇒ スター型
スイッチングハブ
将来 ⇒ スター・リング混合
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Ethernet で用いられる媒体
ツイストペアケーブル
Unshielded Twisted Pair
Shielded Twisted Pair
光ケーブル
(同軸ケーブル)
現在使われておりません
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メタル
銅線
メタル
銅線
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Ethernet の種類
規格 10BASE-T 100BASE-TX 1000BASE-T
伝送レート 10Mbps 100Mbps 1Gbps
メディア UTP(カテゴリー3以上)
UTP(カテゴリ5以上)
UTP(カテゴリ5e以上)
最大セグメント長
100m 100m 100m
最大リピータ数
4 2 (Class II)
1 (Class I)
-
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ツイストペア ツイストペア IEEE 802.3 IEEE 802.3z
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Ethernet の種類
規格 1000BASE-SX 1000BASE-LX 100BASE-FX
伝送レート 1Gbps 1Gbps 100Mbps
メディア
(主なもの)
GI 50μm シングルモード SM or GI
最大セグメント長 550m 5Km~10Km 412m
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規格 10GBASE-SR 10GBASE-LR 10GBASE-ER
伝送レート 10Gbps 10Gbps 10Gbps
メディア
(主なもの)
GI 50μ, 62.5μ シングルモード シングルモード
最大セグメント長 26m,66m,300m 10Km 30Km, 40Km
光ファイバー 光ファイバー
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光ケーブル
光ファイバ
長距離
高速伝送(メタルも技術向上)
耐ノイズ性
高価(接続I/F,ケーブル)
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光の境界面
での反射
光の境界面
での反射
CCNA1 受講ガイド
Wikipedia
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光ケーブルの種類
シングルモード(SM) 発光体:レーザ
マルチモード(MM) 発光体:LED
Graded Index (GI)
コア径
50μm
62.5μm
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高価 高価
Wikipedia:「光ファイバ」
黄色被覆
黄色以外
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光コネクタとトランシーバ
LC
小型
SC
従来型
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LC SC スイッチと光ケーブルの橋渡し
GBIC (SC) SFP (LC)
トランシーバ トランシーバ
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ツイストペアケーブル
撚り対線
細い、軽い、曲げやすい
1信号1ペアとすることでノイズ対策
差動伝送
強く曲げてはいけない
撚りは強い方が良い
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UTP UTP
STP STP
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ツイストペアのカテゴリー
カテゴリー3 (CAT3)
10BASE-T
カテゴリー5 (CAT5)
100BASE-TX
エンハンストカテゴリー5 (CAT5E)
1000BASE-T
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CAT6 CAT6 CAT7 CAT7
1000BASE-T
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ツイストペアケーブルの構成
8芯4対
24
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
白 橙 白 青 白 緑 白 茶
橙 緑 青 茶
EIA/TIA-568B EIA/TIA-568B
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ツイストペアの信号線 10BASE-T, 100BASE-TX
4芯のみを使う (送信用と受信用の2対)
TIA/EIA568B
TIA/EIA568A TIA/EIA568B
TIA/EIA568B
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インターフェース
ネットワークインターフェース
LANとコンピュータの接続
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IF, I/F
NIC(Network Interface Card)
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NIC
コンピュータの拡張スロットへ接続するネットワークカード
PCI (PCI-express) 内部バスとイーサネットとの接続
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コンピュータへの接続
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PCI-express (x1)
0.5, 1, 2GB/s
PCI-express (x4, x8, x16)
PCI (32bit, 33MHz)
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その他のコンピュータ
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ラックマウント型
スレート型(オールインワン),iMac
19インチラック
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特殊なNIC
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旧式同軸
光
多ポート
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ツイストペアの信号線
1000BASE-T
8芯すべて使う
信号を多重化しているので、送信・受信の区別もない
クロスケーブルは事実上使わない
NIC, スイッチングハブ側で自動的に切り替える
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規格
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100BASE -TX 伝送速度
10 : 10Mbps
100 : 100Mbps
1000 : 1Gbps
10G : 10Gbps
変調方式
ベースバンド変調 使用メディア(媒体)
-T ツイストペアケーブル
数字 同軸ケーブル
(5-> 500m, 2-> 185m)
S, SR 光 (短距離)
L, LR 光 (長距離)
ER 光 (超長距離)
X:FDDI由来
の符号化
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“BASE” の意味
変調方式
ベースバンド変調
信号をそのまま流す(変調しない)
ブロードバンド変調
周波数変調(FM)など
長距離伝送
ラジオ、ADSL、電話などでは欠かせない
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ライン符号化
NRZ
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伝送に適したライン符号化
10BASE-T
マンチェスタ符号
100BASE-TX
MLT-3 + NRZI + 4B5B
1000BASE-T
8B/1Q4 + 4D-PAM5
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4B5B
4bit -> 5bit :5ビット中2度は「1」
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10BASE の信号
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100BASE-TX
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1000BASE-T
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まとめ
Ethernet
歴史
L1 : ケーブル
種類
ライン符号化
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