情報系の大学に通ってはいたものの、ネットワーク系の授業をまともに受けたこともなかったので、基礎からじっくり学んでみようと思います。まずは『お家で学べる ネットワークのきほん』という本を読みながらいろいろ学んでいこうと思います。
この記事は学んだ内容のメモ。この本からだけでなく、関連する内容を他の本やインターネットなどで調べながらやっていきます。知っている内容を復習しつつ、知らない内容を学びます。
丸写しでは勉強になりませんし、本の著者や出版社から著作権手的なアレで怒られてしまうので、私の個人的に理解したことや、本に書かれていないけど知っているor調べた内容などを書いていきます。
ネットワークを構成する要素
まず初めに、ネットワークを構成する要素に関する記述があります。ここでは
- PCやサーバ
- ネットワーク機器(ルータ、スイッチなど)
- 伝送媒体(ケーブル、無線電波など)
の3つがネットワークを構成する要素として説明されています。
①PCやサーバ
「PCやサーバ」、これは私たち人間がデータを受け取ったり、データを処理して送信したりするために用いる「箱もの」のことですね。箱の中にある「アプリケーション」を通じで、我々はデータを送受信しています。
データを送受信する主体は、「アプリケーション」という事になります。データを送受信する主体がアプリケーションということは、ネットワークの仕組みを理解する上でとても重要なポイントです。
とのこと。ネットワークにおいては、データを人間が使いやすい形に変換してくれるアプリケーションが必要で、当然それを格納する箱もの(PC、スマホなど)が必要だ、という事でしょう。
②ネットワーク機器
ネットワーク機器は、データを適切に転送するための機器の事。先ほどの「PCやサーバ」から見た時に、データが吐き出されるホワイトホールのような役割を担うものと解釈するといいかも(データ受信時)。逆に送信時はここにデータを投げ入れておけば後は目的のところへ転送してくれるブラックホールのような感じになります。
ここでは具体的なネットワーク機器として「ルータ」と「スイッチ」が紹介されています。ルータは”ネットワークを区切り相互接続する機器”とのこと。ネットワーク同士を接続するってことですね。
スイッチは同一ネットワーク内のデータ転送を行うための機器です。同一ネットワーク内におけるデータのやり取りであれば「サーバ➡スイッチ➡サーバ」とデータは流れて、別のネットワークとデータのやり取りをするなら「サーバ➡スイッチ ➡ ルータ ➡ スイッチ ➡ サーバ」というデータの流れになるということですね。
一人暮らしの方が自宅でネットワークを構築する場合などには、スイッチを使うことはないかもしれません。なのでイメージがわきにくいかもしれませんね。会社のオフィスでネットワークを構築する場合には、会社全体のネットワークを司るルータと、1オフィスあるいは1部署の機器同士を接続するためのスイッチ、みたいな構成になっている場合もあります。
③伝送媒体
伝送媒体はデータの流れる道、あるいはデータが移動するための乗り物、といったイメージのものです。わかりやすいのはケーブルですね。
有線接続の場合、伝送媒体はケーブルです。サーバとネットワーク機器を繋いだケーブルを通じてデータのやり取りを行います。
無線接続の場合、伝送媒体は「電波」です。電波にデータを載せてやりとりを行います。
郵便物で例えてみる
私たちにとって身近な「郵便」にネットワークの3要素を例えてみようと思います。ここで「手紙」というデータの送受信を行う場合を考えます。
「①PCやサーバ」は「自宅」に当たります。手紙を書いたり読んだりできる人間というアプリケーションを格納した箱ですですね。
「②ネットワーク機器」は郵便局です。あるネットワーク(地域)内の手紙を別のネットワークに届ける役割を担います。ネットワークの出入り口に存在し、ネットワークの相互接続を行う郵便局がネットワーク機器に相当するわけです。
「③伝送媒体」は手紙を送信するときは自分自身、受信するときは郵便局員です。手紙を出すときは自分自身が手紙を持って郵便局に行って手続きをしますね。受診するときは近くの郵便局から郵便局員が手紙を持ってきてくれます。
余談ですが、郵便配達はどちらかというと有線通信というよりも無線通信という感じがします。明確に自宅と郵便局が何かで接続されているわけではないからでしょうか。
家庭用LANの構成例
3つの基本要素に関する解説が終わったところで、次は実際の家庭内ネットワークの構成例に関する説明がきます。
自宅のPCとインターネットを接続するために、ブロードバンドルータという物を使います。これは自宅のネットワークとインターネットというネットワークを相互接続するためのルータです。プロバイダと契約するともらえます。
ブロードバンドルータと機器をケーブルでつないだり無線で接続したりしてネットワークを構築します。
ブロードバンドルータは電柱とケーブルを通して繋がっていて、そこからインターネットとやりとりをします。この電柱などとつなげるための工事がインターネットの回線工事です。例えば光回線の場合、以下の図のように形となります。
「ブロードバンドルータは電柱とケーブルを通して繋がっていて」といいましたが、実際はその中間に宅内装置というデータの変換装置が挟まります。
光回線の場合はONU（光回線終端装置）ってやつが宅内装置にあたります。これは回線工事を行う際に送られてくるはずです。宅内装置の前後では信号の種類が違うので、こういった変換装置が必要となります。
以上をまとめると、本書に載っている以下の図のようになります。
一番右のルータは仮想的なものと理解しています。実際には見えませんが、ルータとしての役割を果たす何かに接続している考えることができます。
ISPとはInternet Services Provider(インターネットサービスプロバイダ)のことで、契約者にインターネットへの接続を提供する事業者のことです。ただ「プロバイダ」という事が多いと思います。
インターネット接続サービスの種類
「光回線の場合はONU（光回線終端装置）ってやつが宅内装置にあたります」と説明しましたが、光回線以外にもインターネットに接続するための回線が存在します。回線によって宅内装置も異なります。
プロバイダが提供するインターネット接続サービスには、主に以下の3種類があります。
- ADSL
- FTTH
- CATV
これらは何を用いてインターネットに接続するかが異なります。
①ADSLは電話回線を通じてインターネットに接続するサービスです。宅内装置にADSLモデムというものが用いられます。最近では高速な光回線の普及などもあり、ADSLサービスを停止するプロバイダも続出しています。まだ停止していないところも新規受付は終了しました。2024年には完全停止する予定です。
②FTTHは光ファイバを通じてインターネットに接続する家庭向けサービスです。これが現在の主流です。私もこれです。「光回線」といったらこれを思い出すとよいでしょう。宅内装置は先ほども説明した通り、ONUです。
似たようなものにFTTBとはFTTNなどFTTシリーズのサービスがいくつかあります。こちらについては知りたい方は、IT用語辞典のリンクを貼っておくのでご覧ください。FTTHのページですが、FTTシリーズについての簡単な解説がかいてあります。
FTTH【 Fiber To The Home 】 (IT用語辞典)
③CATVはテレビ線(同軸ケーブル)を通じてインターネットに接続するサービスです。宅内装置はCATVモデムというものが用いられます。
まとめ
『おうちで学べる ネットワークのきほん』を読んで勉強する第一回目の記事となりました。
まずは、ネットワークを構成する3要素について学びました。その後、それらを使って実際の家庭ではどのようにネットワークを構築するのかを例を見ながら学びました。そして、回線の種類(サービスの種類)について学びました。
今回の内容はchapter1－1－1に該当するもので、ページ数でいうと7ページ分になります。たったこれだけの内容でも、しっかり勉強すると時間がかかるものですね。この辺の内容は何となくわかりますし、「こんなこと知っているよ」とスルーしてしまいがちかもしれませんが、しっかりやると学べることはたくさんありますね。
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