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3.1 　データリンクとは

3.1 　データリンクとは. 4407010 　榎本健太. データリンク. 通信媒体で直接接続された機器間で通信する。 通信媒体の例 →ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバー、電波、赤外線　など 具体的な通信手段 →イーサネット、無線 LAN、MPLS 　など データリンクとはネットワークの最小単位である。 　　　　　　　　　　　　　　↓ インターネットによる通信は「データリンクの集合体」といえる。. ３ . １ . １　ＭＡＣアドレス. データリンクに接続しているノードを識別するために利用される。 ４８ビットの長さを持つ。

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3.1 　データリンクとは

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Presentation Transcript

  1. 3.1　データリンクとは 4407010　榎本健太

  2. データリンク • 通信媒体で直接接続された機器間で通信する。 • 通信媒体の例 →ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバー、電波、赤外線　など • 具体的な通信手段 →イーサネット、無線LAN、MPLS　など • データリンクとはネットワークの最小単位である。 　　　　　　　　　　　　　　↓ • インターネットによる通信は「データリンクの集合体」といえる。

  3. ３.１.１　ＭＡＣアドレス • データリンクに接続しているノードを識別するために利用される。 • ４８ビットの長さを持つ。 • ネットワークインターフェイスカード(NIC)は世界中で１つしかない。

  4. ＭＡＣアドレスのフォーマット

  5. ３.１.２　媒体共有型のネットワーク • 通信媒体を複数のノードで共有するネットワーク　 　　例：イーサネット、ＦＤＤＩ 　・ＭＡＣアドレスが必要である。 　・基本的に半二重通信である。 半二重通信：データ送信中はデータの受信ができず、データ受信中はデータの送信ができない。

  6. コンテンション方式 データの送信権 を競争で奪い取 る方式である。 • CSMA/CD方式が採用されている。 • CSMA/CDでは衝突を早期に検出、素早く通信路を開放する制御が加えられている。

  7. トークンパッシング方式 トークンというパケットを巡回させ、トークン で送信権を制御する。またトークンを持つ ステーションのみがデータを送信できる。 • 衝突が発生しない。 • 誰でも平等に送信権が回ってくる。 • アーリートークンリリース方式、アペンドトークン方式、複数のトークンを同時に巡回させる

  8. トークンパッシング方式の図 信号を受け取る前のトークン (フリートークン) 信号を受け取った 後のトークン （ビジートークン） トークンパッシング方式　　

  9. ３.１.３　媒体非共有型のネットワーク • 通信媒体を共有せずに専有する方式である。 　　・適用例…ATMなど。 • ステーションをスイッチに直接接続する。 　　・多くの場合全二重通信である。 • スイッチの高機能化をする。 ・ＶＬＡＮ構築やデータ流量の制御が可能である。 　　・スイッチが故障すると全てのコンピュータが 　　　通信不可能という欠点あり。

  10. 3.2 イーサネット(Ethernet) ４４０７４０２　丹野　雅弘

  11. イーサネットとは • イーサネットは、現在最も普及しているデータリンク。 • 制御の仕組みが単純で、NICやデバイスドライバが作りやすく、そのため低価格である。 • 互換性と将来性を備えたデータリンク

  12. イーサネットネットワーク

  13. イーサネットの種類と特徴 • 10BASE、100BASE、1000BASE。 • 10BASE2、10BASE5、10BASE-T。 • 速度の違うものは、速度変換機能を持つブリッジやスイッチングハブやルータなどで変換をすれば、繋げることができる。

  14. イーサネットの種類

  15. CSMA/CD方式 • データ送信の制御をしている。 • 機能 １． 搬送波が流れていなければ（データが流れていなければ）すべてのステーションはデータを送信してよい。 2. 衝突が発生したかどうかを検出し、衝突が発生した場合には送信をやり直す。

  16. CSMA/CD方式の図

  17. 半二重通信 • 半二重通信とは、送信している間は受信できず、受信している間は送信できない通信のこと。（例：トランシーバー） • Ethernetの世界では、10Base2 や 10Base5 のように同軸ケーブルを使用したバス型ネットワークが代表的な例と言える。

  18. 全二重通信 • 全二重通信とは、送信と受信が同時に行える通信のこと。（例：電話） • Ethernetの世界では、ツイストペアケーブルを使う10Base-T や 100Base-TX がこれにあたる。

  19. イーサネットのフレームフォーマット

  20. 主なイーサネットのタイプフィールドの割り当て主なイーサネットのタイプフィールドの割り当て

  21. 3.3 MPLS 4407036　榊原　悠

  22. 3.3.1 MPLSとは • MPLS（Multi-protocol Label Switching） IPパケットに「ラベル」を貼り付けて、 「ラベル」を元にIPパケットを転送する方式 • 今までは 　　　→IPアドレス経路制御表を元にして転送 • MPLSを用いると 　→MPLSネットワーク内では、 　　　　　　　　　　　　　「ラベル」を見て転送処理

  23. 3.3.1 MPLSとは • 利点１ 　　　転送処理の高速化 　　　　　→固定長のラベルで処理の単純化 • 利点2 ラベルを利用してつくった 　　　仮想的なパス上でIPパケット通信が可能

  24. 3.4 無線通信 4407036　榊原　悠

  25. 4.3.1 無線通信の種類 • 通信距離に応じて様々な種類がある。 　・短距離無線・・・数m 　・無線PAN ・・・10m前後 　・無線LAN ・・・100m前後 　・無線MAN ・・・数km～100km 　・無線RAN ・・・200km～700km 　・無線WAN

  26. 4.3.2 IEEE802.11 • 無線LANプロトコルの物理層とデータリンク層の一部（MAC層）を定義した企画 • 様々な種類の総称でもあり、１通信方式でもある • 電波ｏｒ赤外線を用いて通信する。 　→速度は1～2Mbps • 性能が劣るため最近はあまり使われない

  27. 3.4.3 IEEE802.11b,IEEE802.11g • 2.4GHz帯の電波を利用 　→速度は1～2Mbps • 30～50mで通信可能 • 一般の無線LANはこの規格を利用している

  28. 3.4.4 IEEE802.11a,IEEE802.11n • 5GHz帯の電波を利用 　→最大速度は54Mbps • 電子レンジなどの電波帯を利用しないので干渉されにくい • 802.11b,802.11gとは互換性がない

  29. 3.4.5 無線ＬＡＮを使用する場合の留意点 • 無線LANは幅広い範囲で使用可能 →利用者以外でも使われてしまう！ ■対策として… 　送受信時の暗号化 • 帯域が近い製品がある場合 　何らかの誤作動や電波干渉によって通信転送能力が低下

  30. 3.4.6 Bluetooth • IEEE802.11b/gと同じ帯域(2.4GHz) • 速度は3MHz,10mで最大8台まで可 • 小さな機器を対象 　例：携帯電話、キーボードやマウス、ワイヤレスヘッドフォン

  31. 3.4.7 WiMAX • マイクロ波を使って無線接続を行う • 無線MANに属する • IEEE802.16の中で標準化 • WiMAX Forumによって命名 • WiMAX Forumはメーカー間の機器互換性や、サービスの相互接続性などを検証

  32. 3.5.PPP(Point-to-point protocol) 4407010　榎本健太

  33. 3.5.1.PPPとは • OSI参照モデルの第２層に相当するデータリンクプロトコル • 電話回線やISDN、専用回線（専用線）、ATM回線などで利用されている • ADSLやケーブルテレビなどを使ったインターネット接続では、PPPoEとして利用されている

  34. 3.5.2.LCPとNCP • LCPは上位層に依存しないプロトコル 　　・コネクションの確立や切断 　　・パケット長の設定 　　・認証プロトコルの設定 　　・通信品質の監視の設定 • NCPは上位層依存プロトコル 　　・上位層がIPのとき、IPCPと呼ばれる 　　・IPアドレス設定 　　・TCP/IPのヘッダ圧縮が可能

  35. 3.5.3 PPPのフレームフォーマット • HDLCと呼ばれるプロトコルと同じ方式 • “01111110” （フラグシーケンス）を前後に置きフレームとして区切る • PPPはソフトウェアで実行されるため、コンピュータに大きな負荷がかかる

  36. PPPoE(PPP over Ethernet) • ADSLやケーブルテレビなどで利用されるプロトコル • イーサネットのネットワーク機器やNICなどを用いるので、安価である • PPPの認証機能などを利用して、プロバイダが顧客の管理をしやすくなる。

  37. 3.6　ＡＴＭ ４４０７０１０　榎本健太

  38. ＡＴＭとは（１） ・Aｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ ・“セル”と呼ばれる単位で処理するデータリンク 　　　　 「ヘッダ５オクテット」 セル　　　　　 　＋ 　　　　　　「データ４８オクテット」

  39. ＡＴＭの通信回線（１）

  40. ＡＴＭの通信回線（２） • ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｏｒ）の拡張利用で通信効率を向上 • 回線の順番に関係なく、データが来た順にスロットに入れる • 受け取ったデータがどの通信のものか不明

  41. ＡＴＭの通信回線（３） • 識別のために、５オクテットのヘッダを付加 　　　　　　ＶＰＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｐａｔｈ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）　　　　 ヘッダ 　　　　　　ＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ） 直接通信を行う２つのＡＴＭスイッチ間で設定される値

  42. ＡＴＭの通信回線（４） • ＡＴＭの利用により、空きスロットを軽減 • 回線の利用効率ＵＰ • ヘッダの分だけ通信速度は低下

  43. ＡＴＭの特徴（１） • コネクション指向のデータリンク 　　通信前に、通信回線の設定が不可欠 　　（例：電話） • この仕組みをシグナリングという

  44. ＡＴＭの特徴（２） • 同時に複数の通信回線を接続可能 • この回線接続をＳＶＣという ＳＶＣ （Ｓｗｉｃｈｅｄ　Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）

  45. ＡＴＭの特徴（３） ＡＴＭには、イーサネットやＦＤＤＩのよう送 信権はない 好きなときに好きなだけデータを送信可能 ここで問題が・・・。

  46. ＡＴＭの特徴（４） すべてのＰＣが同時に大量のデータを 送信 ネットワークが混雑して、ふくそう状態に 対策として、帯域を細分化する機能

  47. ＡＴＭと上位層（１） • ＡＴＭのセルでは一つあたり４８オクテットのデータしか送れない • そのため、ＡＴＭの上位層としてＡＡＬ（ＡＴＭ　Ａｄａｐｔｉｏｎ　Ｌａｙｅｒ）と共に利用

  48. ＡＴＭと上位層（２） ＡＴＭでパケットのセル化

  49. ＡＴＭと上位層（３） ＡＴＭでのＩＰパケットの配送

  50. ＡＴＭと上位層（４） １９２個のセルのうち、一つでも欠けると、 ＩＰパケットは破損 ＡＡＬ５（ＩＰでの上位層）のフレームチェッ クでエラー発生 受信したセルはすべて処分

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