伝送距離に制限がない 公衆回線や専用線などを利用
ＬＡＮ間接続に利用できるＷＡＮ
ＩＳＤＮ・フレームリレー・ＡＴＭ専用線・高速デジタル回線
ピーク時のトラフィック量の見積もり、拡張しやすさ
通信サービスでの伝送遅延の可否
通信コストの検討（定額制・従量制）
信頼性検討（バックアップ回線・通信経路の2重化、拠点間の迂回路
リモートアクセス PPPを利用し、NetBEUI、IPX/SPX、TCP/IPを利用 PPPoE
社会の通信基盤のベースとなるもの 地域間・都市間・多国間 SONETなど
ＡＮＳＩによる北米の光同期網
基本のＳＴＭは51.84MbpsのOC-1 OC-3,STM-1以上では、ＳＯＮＥＴとＳＤＨの間で接続可能
ＷＤＭ（波長分割多重化）により、既存の伝送路を変更せずに伝送容量の拡大が可能 Tbps網への鍵
ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy):ＳＯＮＥＴベースの国際標準の高速中継速度体系
各種高速伝送の多重化が可能 保守・運用の統一化が促進
ＩＰパケットをＡＡＬ５にカプセル化 ＡＴＭ−ＬＡＮ
複数のＡＴＭスイッチ及びＡＴＭ端末と一つのＡＲＰサーバからなる
ＬＩＳ(Logical IP Subnetwork)の同一ＩＰサブネット内に割り当てられ、ルータにより他ＬＩＳと接続
手順:ＡＴＭ端末はＡＲＰサーバに相手ＩＰアドレスをキーにＡＴＭアドレス取得、ＡＴＭコネクション確立
FTTH・FTTC・STM・ADS・FDDIなど 光ファイバーケーブルによる高速・広帯域の通信
石英またはプラスチックで、コアとクラッドの二重構造
増幅器なしで遠距離通信、電波障害受けにくい、直径が細い物は高価（石英の0.1mmコアなど）
ステップインデックスマルチモード（誤差あり）、グレーデッドインデックスマルチモード、シングルモード
家庭までを一本の光ファイバーで
近くの電柱や歩道脇まで光ファイバー そこからメタリックケーブルなど
光⇔電気変換 多重・分離
光⇔電気変換を行わない受動素子（スターカプラ）で多重・分離
能動素子で光分岐も兼ねる 複数ユーザで一つのＯＮＵ
ＳＴＭを基本フレーム ＰＤＳを併用 下りではＴＤＭ 上りではＴＤＭＡ
ISDNによるバックアップ
インターネットVPNによるバックアップ
マルチホーミング
フルメッシュ構成（全ての拠点間にＰＶＣ設定） ＦＲ・IP-VPN・広域Ethernet
１．バス型:１０BASE5・１０BASE２など
２．リング型:FDDIなど
３．スター型:１０BASE-T、ATM-LANなど
IEEE802.3として標準化されている
10BASE5（標準同軸ケーブル）、１０BASE2（細心同軸ケーブル）、１０BASE-T（非シールドより対戦）など
媒体アクセス制御はCSMA/CD方式。トラフィック量が増えると伝送効率が悪化しやすい
トークンリング方式（IEEE802.5)
トークンバス型（IEEE802.４）として標準化
伝送路上をトークンと呼ばれる送信件を持ったパケットが常時一つだけ巡回しており、
このトークンを獲得した端末だけがデータの送信を行える
送信が終わると端末はトークンをネットワーク上へ返す
トラフィック量が増えても伝送効率はあまり低下しない
ＭＡＣアドレスで直接通信できる端末の集まり（同サブネット内）
ストアアンドフォワード方式とカットスルー方式
受信したフレーム全体をバッファに蓄積し、MACアドレスを検索し転送
フレーム末尾のCRCを使ったエラーチェックが可能
先頭6バイトの宛先MACアドレスだけをバッファに読み込み、MACアドレスを検索し転送
エラーチェックしない
ＬＡＮケーブル延長のために用いられる
信号増幅機能:物理層で中継される信号を増幅する
ケーブルの延長
同種ＬＡＮに限られるが、単一ネットワーク機能
ローカルリピータとリモートリピータ（バッファによる蓄積 遠方ＬＡＮ間接続が可能
ＭＡＣアドレスの情報によってスイッチングを行うスイッチングハブとリピータハブ
リピータを兼ねたハブによりカスケード接続を行う Ethernet
Ｈ／Ｗによりスイッチング 複数の入出力間で同時にデータ転送可能
Ethernet 10M・100Mの内部バスを持ち、10BASE-T,100BASE-Tに対応するスイッチ形リピータハブ
複数のＬＡＮポートを持ち、ＭＡＣにより適切なポートへ受信フレームを高速に出力するＮ機器
送信先ＰＣのポートがＭＡＣアドレステーブルに登録されていないならば、フラッディングする
MACアドレステーブルは、エージングタイムという時間通信しなかった場合に自動的に削除される
一つのケーブルに複数のＶＬＡＮを運ぶ役割 IEEE802.1qによるタギング（フレームタギング方式）
GARPを使って、自身に接続しているVLAN ID情報を動的に交換するプロトコル IEEE802.1Q
IEEE802.1D ＬＡＮスイッチ間で属性情報を交換するためのプロトコル
Ethernetスイッチを有するＬＡＮスイッチ スイッチングハブ
ＩＰルーティングをＨ／Ｗで行うＡＳＩＣ(Application Specific IC)をレイヤ２スイッチに持たせ高速化
従来のルータとレイヤ２スイッチの長所をとりいれたもの
Ｈ／Ｗスイッチによりルーティング後のパケット転送を行い高速化
トランスポート層のヘッダ情報（ＴＣＰやＵＤＰのポート番号）を読み取りパケット転送
アプリケーションに応じた優先制御やデータ転送が可能
インターネット技術とＡＴＭ技術が融合 スイッチ＋ルータ
通常はルータ 同一の宛先に大量のデータ転送を察知すると、専用の仮想通信路により転送
データリンク層のアドレスを用いてＬＡＮ間の転送を行うネットワーク機器
フィルタリング機能:トラフィック量の多いＬＡＮに無駄なデータを流すことを抑止し、負荷を軽減できる
データの送信元と到着先を確認し、異なるＬＡＮ上にある場合にデータの中継と伝送の処理を行う
ＩＰネットワークは同じであるＬＡＮを分割 ただしＩＰレベルでは同一ＬＡＮ
ローカルブリッジとリモートブリッジ（通信回線を介した遠隔ＬＡＮ間接続）がある
ネットワークにおいて、ケーブルを流れるデータを中継する機器
OSI参照モデルでいうデータリンク層(第2層)の中継機器
単純にすべての電気信号を再生するだけのリピータと違って
転送先のMACアドレスを見て適切なポートにのみ信号を中継する
EthernetとFDDIなど、媒体の異なるネットワーク間を中継する機能を持ったものもある
ARPテーブル（IP→MAC）
MACアドレステーブル（MAC→ポート（Ｉ／Ｆ））
DNSテーブル（ドメイン名→IP)
NATテーブル（プライベートアドレス→グローバルアドレス）
Inverse ARPテーブル（DLCI→IP）
H.323ゲートキーパ（電話番号→IP)
SIPサーバ（URI→IP）
ラベルテーブル（MPLS）（IP→ラベル）
物理層とデータリンク層が異なる複数のＬＡＮを相互接続する中継機能をもつネットワーク機器
サブネットアドレスが異なるLANをまたがるARP要求・応答を代行するルータの機能
AS間はBGP-4、AS内はRIPまたはOSPF
（運用性）管理の負荷を軽減できる
（信頼性）経路を多重化できる ただし設定ミスや機器障害時に誤った情報が伝達されると広域に通信不能
（拡張性）新たにルータやネットワークを追加しても追加したルータの設定のみで済む
（性能）経路情報を手動で設定するので、経路情報交換のためのＣＰＵ処理やトラフィックが発生しない
（安全性）管理者がネットワーク構成を把握した上で手動でルーティングテーブルを設定し、変更時にはパスワードが必要
ネットワーク層の宛先アドレスにより、パケットデータの経路選択可能
２点間のホップカウントが最小になるようなルートを選択するプロトコル １５で到達不能
ネットワーク上全てのノード間におけるデータ転送が可能に
ネットワーク間を経由するパケットを一時蓄積する
複数のプロトコルを同時にサポート
ＷＡＮ側ポートにＩＰアドレスを割り当てない設定 PPP PPPoEなどのルータ
クライアントからのＤＨＣＰリクエスト（ブロードキャスト）を中継
ブリッジとルータの機能を併せ持つ 相互接続するＬＡＮの条件によりＭＡＣとネットワークを使い分け
ネットワーク上を流れるデータを他のネットワークに中継する機器
OSI参照モデルでいうデータリンク層(第2層)の中継機器であるブリッジの機能と、
ネットワーク層やトランスポート層の一部のプロトコルを解析して転送を行なうルータの機能をあわせもったもの
対応したプロトコルのデータが流れてきた場合はルータとして振る舞い、そうでない場合はブリッジとして振る舞う
ダイアルアップ接続機能を持つＩＰルータ ＴＡ内臓でハブを備えているのが一般的
ＬＡＮ内の端末のプライベートアドレスにグローバルアドレスを割り当てる仕組み
FTP IPsec VoIPなどと相性が悪い
ＩＰマスカレード 一つのグローバルアドレスで複数の端末が同時にインターネットにアクセスできる
ＬＡＮと広域ネットワークを接続したり、アーキテクチャの異なるＬＡＮ間接続を行うＨ／Ｗ・Ｓ／Ｗ
ネットワーク層以上のプロトコル変換機能を持ち、パケットをプロトコルから判断し、経路を決定
ＬＡＮに限定されず、一般的な通信プロトコル変換が可能
ブリッジ間におけるループの発生を回避 ハローパケットにて主経路と予備経路を決定するルータ機能
各ブリッジ同士がツリー構造を構成 一意に経路が決定できる
ＬＡＮスイッチを介したＬＡＮ接続における多数の物理リンクを一つの論理的な高速リンクに束ねる
Ethernet 低速ＬＡＮの帯域を広げ、物理的リンクダウン時に他リンクによりダウン回避~ IEEE802.3ad
搬送波感知多重アクセス／衝突検出
伝送路上にデータがあるかどうか データ衝突を検知し、再送する
衝突が検出される範囲
アクセス制御アルゴリズムが簡単でコストが比較的低い
その反面、トラフィックが高くなると輻輳を起こす可能性が大きい
標準同軸ケーブルをバスとして端末毎にトランシーバ＋AUIケーブル
細心同軸ケーブル、端末毎にBNCコネクタ＋トランシーバ（＋AUIケーブル）
銅線をポリエチレン（絶縁体）で包み、さらに銅（ノイズ遮蔽）とポリ塩化ビニール（補強）
2対式UTPケーブル（非シールドより対線）、ハブをカスケード接続（4段まで）
２本の銅線をより合わせた単純な構造 ＳＴＰとＵＴＰ
リング型（一方向巡回）
送信終了までトークンを手放さない UTP/STP
データを送信した一定時間後に手放す STP
バス型、伝送路の物理的形状でなく論理的な巡回順序
GM社開発の生産工場用ネットワークプロトコル
ブロードバンド方式とキャリアバンド方式 CATV用75Ω同軸
Fiber Distributed Data Interface, ANSIとISOが標準化した高速LAN
媒体アクセス制御はトークンパッシング方式
トラフィック量が増加しても伝送速度は低下しない
PMD・{PHY・SMT}{MAC・SMT}の３層構造
光ファイバー分散データインターフェース ANSI→ISO トークンパッシング方式
デュアルリンク（2重化）(100km)とシングルリンク(200km) 端末間は2km
UTPを使うTPDDI、STPを使うSDDI、銅線を使うCDDIもある
利用形態としてバックエンドＬＡＮとバックボーンＬＡＮ
物理層最下部に当たり、伝送路の物理的仕様を定義する。光ファイバーケーブル、コネクタなどの仕様を定めている。
物理層の上位部にあたり、１００Mbpsのデータ伝送を保証するために、１２５Mbpsでビット送信する方式（符号化/復号化、クロック同期など）を定めている。
データリンク層の下位部にあたり、媒体アクセス制御方式、アドレッシング、エラー制御など
リングのネットワーク構成管理、障害管理機能
伝送速度を広くカバー ＱｏＳを設定可能 ＡＴＭスイッチはＨ／Ｗ（高速）
ＬＡＮとＷＡＮで共通の転送方式であり、シームレスな接続が可能
ただし既存のＬＡＮへの接続にてＬＡＮエミュ必須
ＭＡＣブリッジ型 ＭＡＣアドレスをＡＴＭアドレスに対応付ける
ネットワーク層での制御内容 伝送遅延、最低保証速度、輻輳発生時の処理など
ＩＰルータ型 ＩＰアドレスをＡＴＭアドレスに対応付ける
都市規模のＬＡＮ IEEE802.6委員会
ＷＡＮと違い数十Ｍビット以上、ＭＭ対応、光ファイバー（最大５０ｋｍ）
ＤＱＤＢ(Distributed Queue Dual Bus) ＭＡＮの伝送制御方式
データリンク層を規定（物理層には依存せず既存の物を利用可）
上り下り双方向に２本のバス、全二重通信
経路の冗長化（スパニングツリー・リンクアグリゲーション）
ゲートウェイの冗長化（VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)）、複数ルータを一つのように見せる
ルーティングの冗長化（ダイナミックルーティング）
その他、サーバ自体、ＣＰＵ、電源、ＲＡＩＤなど
EthernetによりＷＡＮを形成する
メリットとして、比較的安価 拡張性、ルーティングプロトコルに制限無し ＤＣＥとしてＲＪ−４５
デメリットとして、優先制御や帯域制御のサービス業者が少ないこと、スキルを必要すること
短距離無線伝送技術の通信規格 追加増幅器により１００ｍまで延長可能、Ｐ２Ｐ・Ｐ２ＭＰ
データの送受信（非対称721K,57.6Kと対象432K）に加え音声チャネル（64K）をサポート
マルチメディアに対応したＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）
北米ではCDMA2000
第３世代の移動通信規格
ＡＴＭとＶＨＥ（Virtual Home Environment）によりホーム網と同等のサービスが可能
ISDNを利用 1.9GHz帯 300KHzに分割した後、5ms毎のフレームに分割 フレームは0.625ms毎のスロットへ分割
１スロットの伝送速度48Kbps（内16Kbpsが制御ビット）
固定無線アクセス 加入者系無線アクセスシステム ＷＬＬ（Wireless Local Loop）
ユーザと通信事業者を直接無線回線で接続 電柱・管路が不要で低コスト・短時間に設置 高速
ＰＨＳもＦＷＳの一種 Ｐ２Ｐ（事業者向け）・Ｐ２ＭＰ（個人向け） 22/26/38GHz帯 5GHz帯は検討中
下りのみ 多数の利用者に配信可能 降雨による影響あり（周波数帯による）
２．４ＧＨｚ帯域電波と赤外線使用の方式
ＩＳＭ（Industrial Scientific Medical）:2.4GHz帯は、医療機器やアマチュア無線でも使用される
ＣＳＭＡ／ＣＡとスペクトラム拡散通信方式
第２世代無線ＬＡＮでは、26MHzから83.5MHzへ拡大
アクセスポイントを介して通信する方式
無線ＬＡＮ端末を移動してもアクセスポイントを自動的に切り替えて通信できる機能
アクセスポイントを介さず通信する方式 第三者による利用が容易
Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
CSMA/CDと違い、ランダムな時間間隔にて衝突判定し送信開始
送信前にＤＩＦＳと呼ばれる一定の時間、他にデータが流れていないかキャリアセンスによって調査する
キャリアセンス後、さらにバックオフタイムと呼ばれるランダムな時間をセットし、
その間に他の端末が通信を始める場合、バックオフタイムのカウントダウンをストップ 終わるまで待機
送信終了後、ＳＩＦＳと呼ばれるランダム時間待機し、ＡＣＫパケットを送信する
雑音レベル以下の低出力波に変換（広帯域）
狭い帯域幅で、短い間隔で周波数を切り替え
実際に送信する前に、送信の可否を明確にして衝突を未然に防ぐ方法
隠れ端末問題も解決することができる
無線ＬＡＮの規格
2.4GHz帯 ほかの機器からの電波干渉を防止するためにSS-DSを利用
セキュリティ規格
ほかの無線ＬＡＮ機器に対して、自身の存在を告知するために定期的にブロードキャストされるフレーム
同じ文字列を設定した無線ＬＡＮ機器間だけの通信を許可する方法
ビーコンにESS-IDが含まれるため、ESS-IDはブロードキャストされている WEPの暗号化範囲外であり容易に盗聴可能
ESS-IDが未設定の機器がESS-IDにANYを設定して要求してくると、容易にESS-ID取得可能
事前にアクセスポイントへのアクセスを許可するクライアントのＭＡＣアドレスを登録しておく方法
ただし運用上の理由でデメリットが大きい
クライアントのアクセスポイントへのアクセス時にユーザ認証を実現するための規格
無線ＬＡＮクライアント（Supplicant）・無線ＬＡＮアクセスポイント（Authenticator）・認証サーバ（Authentication Server）の３つからなる
認証サーバはRADIUSやLDAPによる
（メリット）ＭＡＣアドレスでなくユーザ情報で認証できる
認証後にWEPキーを配布するため、ユーザごと接続ごとに異なるWEPキー発行
認証サーバでのアクセスログ
40bit＋RC4からより強力な104ビット暗号鍵に
IV(Initialization Vector)とWEPキーから、キーストリームと呼ばれる擬似乱数を発生させる
次に、平文データとＣＲＣ３２より生成されたデータの完全性を確保するICV(Integrity Check Value)を算出し、暗号化データとなる
WEPキーを自動で導くツールがあり、長期に渡りWEPキーを同じにするのは危険
セキュリティ規格
WEPではキーが固定 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)により暗号化キーを定期的に更新
アクセスポイントの不正利用を防止するための認証規格
RADIUSサーバ、EAP（Extensible Authentication Protocol）が認証プロトコル
ネットワーク管理用のプロトコル ＵＤＰ
マネージャがエージェントを管理 ポーリング方式とトラップ方式（エージェントからの例外通知）
ＰＤＵ(Protocol Data Unit)は５種類 Get-Request,Get-Next-Request,Get-Response,Set-Request,Trap
エージェントの状態情報はエージェント管理 ＭＩＢ(Management Information Base)に記録される
フラグメント化:分割と再構築
ルーティング:ＩＰアドレスのネットワーク部分による
別サブネット間通信の場合、デフォルトゲートウェイであるルータにＭＡＣアドレスを問い合わせる
送信側にはルータの送信側サブネット内でのＭＡＣアドレスを返す
ルータは送信元アドレスを受信側サブネット内でのルータのＭＡＣアドレスを付加する
ＡＲＰキャッシュテーブルに登録済みの場合、ＡＲＰは省略
コネクションレス:ＴＣＰにより再送制御が行われる
pingやネットワーク情報収集・エラー通知・経路変更通知に使用される
0（エコー応答） 3(宛先到達不能) 8（エコー要求） 9（ルータ広告） 10（ルータ選択） 11（時間超過）
指定した複数ホストのみにデータ送信 通常先頭1110のクラスＤアドレスを使用
コネクション管理:コネクションの確立、維持、解放 宛先のＩＰ＋ポート、送信元のＩＰ＋ポート
信頼性確保:シーケンス番号の管理、誤り検出、再送、応答管理、フロー制御など
ＡＣＫ（確認応答）によるデータの到達確認と再送要求
シーケンス番号による受信側でのデータ紛失・重複のチェック
ＡＣＫ時のウィンドウを使ったフロー制御 応答確認のあったブロック数だけウィンドウをずらす
一回の送信で転送可能なIPパケットの最大サイズ
TCPの最大セグメントサイズ IPでフラグメントされない大きさが理想
MSS=MTU-(IPヘッダサイズ＋TCPヘッダサイズ)
各DNSのゾーンファイルにてレコードを管理
SOAレコード＝主な情報
NSレコード＝このドメインを管理するＤＮＳサーバを記述する Aレコードとともに
Aレコード＝ホスト名とＩＰアドレスのマッピング情報
CNAMEレコード＝ホスト名に別名をつけたいときのホスト情報
MXレコード＝このドメインのメールサーバを指定（優先順位が高いものを優先）
逆引きゾーンファイルには、PTRレコードを指定
IPレイヤでデータの暗号化・完全性を実現するプロトコル、ＴＣＰ・ＵＤＰ・ＩＣＭＰなどの上位レイヤの制限を受けない
AH(Authentication Header)とESP(Encapsulating Security Payload)、トランスモードとトンネルモード
IKE(Internet Key Exchange)では、フェーズ１（メイン・アグレッシブ）・２（クイック）
（メイン）SA(Security Association)の提案・受託にて暗号化アルゴリズムの決定
鍵生成情報の送信により共通鍵の生成
暗号化されたＩＤと認証ハッシュの送信（相手認証の完了・ISAKMP SA）
（アグレッシブ）SAの提案にて、暗号化アルゴリズムなどの決定・IPsec SA用共通鍵の生成
ハッシュの送信によりIPsec SAの確立
（クイック）フェーズ１で作成されたISAKMP SAトンネルを利用した暗号化された通信
シーケンスはフェーズ１アグレッシブモードと同じ
H.323またはSIPにより実現するIP電話
運用管理面とコスト面でメリット
音質劣化やQoS対応が課題
FAXの動作が保証されない
発信者番号通知を行えない場合がある
NAT/FW越えに関する対策など
音声や動画をストリーミング再生可能な伝送プロトコル
RTPによって通信を行う２点間でサービス品質情報やセッション管理情報を定期的に送受信するためのプロトコル
IETFで制定されたIPネットワーク上でＰ２Ｐセッションを確立するためのプロトコル
遅延は、Ａ／Ｄ変換・伝送待ち・ルーティング待ち・ジッタ吸収
ジッタは、ルータによる処理遅延やパケットの転送経路の変化など VoIPG/Wで吸収
パケットロスは、輻輳時に発生（UDPなので）
エコーは、自分の声のエコー エコーキャンセラで消す
企業のPBX機能を通信事業者やPBXベンダがIP網側で提供するアウトソーシングサービス
従来PBXによって実現していた内戦転送・保留・代表番号などの機能をキャリア側で行うサービス
生存チェックを行いたい相手に対して定期的に問合せを行い生存確認を行うことの総称
PPP(LCP) RIP（経路制御情報） OSPF（Helloパケット） BGP スパニングツリー（BPDUフレーム）
ping(ICMPエコー要求・応答） TCP ＦＲ（PVC状態確認手順） HDLC-NRM手順（ポーリングフレーム）
