コンピュータネットワーク 第2回...2013/04/24 ·...
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コンピュータネットワーク第2回2013年4⽉26⽇（⾦）
今⽇の内容
コンピュータネットワークの概要と歴史◦ コンピュータとネットワーク◦ コンピュータネットワークの歴史◦ ⾝近なコンピュータネットワーク◦ 通信⽅法と階層モデル
通信の階層◦ OSI参照モデル◦ TCP/IP階層モデル
2013/4/26 2コンピュータネットワーク
コンピュータネットワークの概要と歴史
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コンピュータの歴史：初期の計算機 パスカルの計算機（Pascalʼs
Calculator、Pascaline）◦ 1645年に発明◦ 10進数◦ 加減算を⾏なう
ライプニッツの計算機（Stepped Reckoner）◦ 1672年に発明◦ 加減算、
乗除算を⾏なう
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Blaise Pascal(1623-1662)
Gottfried Wilhelm Leibniz
（1646-1716）
コンピュータの歴史：チューリングマシンとノイマン型コンピュータ
チューリングマシン（Turing Machine）◦ テープ、テープに読み書きするヘッド、状態記憶メ
モリから構成される、計算を⾏なう機械のモデル◦ 1936年にアラン・チューリングが考案
ノイマン型コンピュータ◦ プログラムをデータとして記憶装置に格納し、これ
を順番に読み込んで実⾏するコンピュータ◦ 1945年にジョン・フォン・ノイマン（John von
Neumann）が⽅式を提唱◦ EDSAC：
初のノイマン型コンピュータ ケンブリッジ⼤学の
モーリス・ウィルクスらが開発◦ 現在のコンピュータの
ほとんどがノイマン型
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John von Neumann（1903-1957）
Alan Mathison Turing（1912-1954）
コンピュータネットワークの歴史 初期のデータ通信網◦ 印刷電信機（テレタイプ端末、テレプリンタ、TTY） 通信回線を通じて印字電⽂による電信
◦ ⽤途 国防、広域の航空管制 ⾶⾏機の座席予約
1960年代◦ 第2世代コンピュータの⼤型化
（真空管からトランジスタの利⽤） 設置場所まで⾏って⼤型処理 バッチからリモートへの要求
◦ スター状ネットワーク
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IBM 70700.028MHz CPU,
50,000 bytes of Memory
タイムシェアリングシステム Time Sharing System (TSS) 複数ユーザが同時に1台のコンピュータを利⽤できる 1台のコンピュータのCPU処理時間を、ユーザ単位で分割 概念の提唱◦ 1957年にボブ・バーマーが提唱、最初の実現プロジェクト
はジョン・マッカーシーによるスタート◦ シンプルな概念なので仕⽅がないか？
CTSS◦ 世界初のタイムシェアリングシステム◦ MITのJ.C.R.リックライダー教授を
責任者としたプロジェクト リックライダー教授は
「コンピュータのタイムシェアリング・ネットワーク」の構築を⽬指していた
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J.C.R Licklider（1915-1990）
ARPANET Advanced Research Project Agency Network ⽶国の国防省（DoD：Department of Defense）の国防⾼等計画研
究局（DARPA：Defense Advanced Research Project Agency）により開始された全⽶規模のコンピュータネットワーク◦ 1969年に開始。1990年に終了
当初◦ 56kbpsの専⽤回線◦ カリフォルニア⼤学ロサンゼルス校（UCLA）、
カリフォルニア⼤学サンタバーバラ校（UCSB）、ユタ⼤学、SRI Internationalの4ヶ所を結ぶ
インターネットの起源◦ パケット通信◦ TCP/IP
核戦争による被害でも⽣き残る通信網の構築を⽬指して敷設された、と⾔われている◦ 当時の部署責任者だったロバート・テイラーは否定
⽇本で最初にARPANETに接続したのは東北⼤学（ALOHAnetに参加し、それを経由して接続）。1981年
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みなさんが持つイメージ？◦ 「ネット」◦ ケータイによる接続◦ PCによる接続 悪者はWindows？
→「インターネット」
正しい知識を◦ いわゆる「ネット」「インターネット」はイン
ターネットというネットワークを通じて提供されるサービスの1つ◦ みなさんは「ブラウザ」というソフトウェアを通
じて、「Web」というサービスを受けています。
インターネットとは？
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インターネット：⾔葉の再定義
あらためて「インターネット」とは何か？◦ インターネット：The
Internetというもの 技術、サービス、ネット
ワーク基盤の全てを含んだもの
この講義の中⼼は、コンピュータネットワークの中でも「インターネット技術とその応⽤」
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Vint Cerf and Bob Kahn
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Vinton Gray Cerf（1943-）Robert Elliot Kahn（1938-）
Father of the Internet
TCP/IP インターネットで利⽤されるプロト
コル群◦ プロトコル（通信規約とも） コンピュータ同⼠が通信を⾏ううえで、相
互に決められた約束事 TCP：Transmission Control
Protocol IP：Internet Protocol
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Robert Elliot Kahn（1938-）
Vinton Gray Cerf（1943-）
2005年に⼤統領⾃由勲章を授与
TCP/IPの階層 プロトコル◦ 通信規約とも◦ コンピュータ同⼠が通信を⾏ううえで、相互に決められた約束事
複数のプロトコルを階層的に使う◦ 電気信号という最も低い層から、より上位の⼈間と親和性の⾼い層
へ
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アプリケーション層（Application）
HTTP、DNS、SMTP、POP、IMAP、FTP、SNMP、NNTP
トランスポート層（Transport）
TCP、UDP
インターネット層（Internet）
IP、ICMP、ARP、RARP
リンク層（Link）
イーサネット、FDDI、X.25、ISDN、同軸ケーブル、UTP、光ファイバー
Tim Berners-Lee
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Inventor of World Wide Web (WWW)
Sir Timothy John Berners-Lee
（1955-）
WWW（World Wide Web） WWWとは◦ インターネットで提供されるサービスの1つ◦ 世界中に広がるクモの巣（web）◦ 単にWeb（ウェブ）とも
情報提供を⾏うサービス◦ ハイパーテキストと呼ばれる情報をやり取りする
Webブラウザ◦ WWWの情報を表⽰するソフトウェア
使われている技術◦ URL（Uniform Resource Locator） 情報の場所や取得⽅法の指定
◦ HTML Webの情報を記述するための⾔語
◦ HTTP 情報の送受信を
⾏うプロトコル
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情報をやりとりする⽅法HTTP
どこに情報があるかを⽰すURL
情報の記述⽅法HTML
WWW
通信の階層
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Application
Transport
Internet
Link
PresentationSession
TransportNetworkData LinkPhysical
Vint Cerf and Bob Kahn
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Vinton Gray Cerf（1943-）Robert Elliot Kahn（1938-）
Father of the Internet
TCP/IP インターネットで利⽤されるプロト
コル群◦ プロトコル（通信規約とも） コンピュータ同⼠が通信を⾏ううえで、相
互に決められた約束事 TCP：Transmission Control
Protocol IP：Internet Protocol
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Robert Elliot Kahn（1938-）
Vinton Gray Cerf（1943-）
2005年に⼤統領⾃由勲章を授与
TCP/IPの階層 プロトコル◦ 通信規約とも◦ コンピュータ同⼠が通信を⾏ううえで、相互に決められた約束事
複数のプロトコルを階層的に使う◦ 電気信号という最も低い層から、より上位の⼈間と親和性の⾼い層
へ
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アプリケーション層（Application）
HTTP、DNS、SMTP、POP、IMAP、FTP、SNMP、NNTP
トランスポート層（Transport）
TCP、UDP
インターネット層（Internet）
IP、ICMP、ARP、RARP
リンク層（Link）
イーサネット、FDDI、X.25、ISDN、同軸ケーブル、UTP、光ファイバー
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
OSI参照モデル オープンなネットワークアーキテクチャの確率を⽬
的に国際標準化機構で開発されたもの 開放型システム間相互接続基本参照モデル（Open
Systems Interconnection Basic Reference Model： OSI参照モデル）
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OSI参照モデル
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階層の名称 役割応⽤層 特定応⽤サービスと共通応⽤サービスの
提供プレゼンテーション層 抽象構⽂と転送構⽂の相互変換セッション層 セッション制御：⽚⽅向、半⼆重、全⼆
重トランスポート層 順序制御や誤り制御機構ネットワーク層 データ転送のための経路選択や中継機能データリンク層 フレーム（ビット列）の順序制御、誤り
制御機能物理層 2ノード間においてビット列の伝送を⾏な
うための規格、⼿順、機能特性
TCP/IP階層モデル階層の名称 概要 具体例
アプリケーション層（Application）
アプリケーションを実現 HTTP、DNS、SMTP、POP、IMAP、FTP、SNMP、NNTP
トランスポート層（Transport）
アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供
TCP、UDP
インターネット層（Internet）
データを送信元から宛先に運ぶ
IP、ICMP、ARP、RARP
リンク層（Link）
直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル
イーサネット、FDDI、X.25、ISDN、同軸ケーブル、UTP、光ファイバー
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Application
Transport
Internet
Link
PresentationSession
TransportNetworkData LinkPhysical
階層モデルによる恩恵 マルチプラットフォームとマルチサービス
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マルチサービス
マルチプラットフォーム
TCP/IP階層モデル階層の名称 概要 具体例アプリケーション層（Application）
アプリケーションを実現 HTTP、DNS、SMTP、POP、IMAP、FTP、SNMP、NNTP
トランスポート層（Transport）
アプリケーションのためにエンド間の通信サービスを提供
TCP、UDP
インターネット層（Internet）
データを送信元から宛先に運ぶ
IP、ICMP、ARP、RARP
リンク層（Link）
直接接続されたネットワーク上で通信されるための通信プロトコル
イーサネット、FDDI、X.25、ISDN、同軸ケーブル、UTP、光ファイバー
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