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ネットワークについて(基礎)
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投稿者: mkさん
投稿日:2024/02/21 11:29
更新日:2024/02/22 10:06
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分類
資格 / 技術
テクノロジー
全般
キャリア
運用・保守 / テクニカルサポート
投稿内容
今回は、ネットワークについて何となく理解はしているものの、
説明を求められると難しく感じるため、
MiracleJobにまとめたいと思います。

■ネットワークとは
まず、コンピュータが誕生したころ、
コンピュータは単体で他のコンピュータと接続しない形態で利用されていました。
この利用形態をスタンドアローントいいます。
コンピュータの進化に連れて、コンピュータは相互に接続し利用されるようになりました。
複数台のコンピュータをケーブルや電波などで相互に接続し、
情報をやり取りする仕組みをコンピュータネットワークといいます。
この仕組みは単にネットワークとも言います。

■コンピュータネットワークの分類
コンピュータネットワークは規模に応じてLAN、WAN、
インターネットに分類することができます。

・LAN
 LAN (Local Area Network) とは、同じ建物の中にあるコンピュータ、プリンタ、サーバなどを接続して
 データをやり取りするネットワークのことです。
 LANといっても、家庭内で数台のPCを相互接続しているLAN(家庭内LAN)や、
 企業内で数百台のPCなどを相互接続しているLAN(企業内LAN)などがあります。

・WAN
 WAN (Wide Area Network) とは、地理的に離れた場所にあるコンピュータなど相互接続して、
 データをやり取りするネットワークのことです。
 WANはNTT、KDDI、ソフトバンクといった通信事業者が提供するサービス(広域イーサネット、IN-VPNなど)を利用します。
 このWANによって、本社と支社の企業内LANを相互接続したり、
 異なる場所にある大学のキャンパスLANを相互接続したりすることが可能となります。

・インターネット
 インターネットは、世界の全てのネットワークを相互接続した巨大なコンピュータネットワークのことです。
 家庭内LAN、大学キャンパスLAN、企業内LANなど、
 世界中の様々なネットワークが接続されています。
 インターネットは全体を統括するコンピュータは存在せず。
 全世界に分散された無数のコンピュータは少しずつサービスを提供することで成り立っています。
 インターネットには、PCだけではなく、スマホなどの様々なメディアからアクセスできます。

・イントラネット
 イントラネットとは、このインターネット標準技術を用いて構築された企業内ネットワークのことです。
 インターネット標準技術とは、
 プロトコルにTCP/IPを利用した電子メールのシステム、Webのシステムなどのことです。
 イントラ(内部的な)ネットでは特定の組織内メンバーだけが閲覧できるWebサーバがあったり、
 特定の組織内のメンバーだけでメールの送受信ができるなど閉じたネットワークのことです。
 イントラネットが外部接続(インターネット接続)する場合、
 ファイアウォール等をその間に設置します。

■ネットワークトポロジーとは
ネットワークトポロジーとは、コンピュータネットワークの接続形態のことです。
ネットワークにおいてPC、サーバ、スイッチ等の機器(ノード)がどのような形で接続するのかを表します。
トポロジーには、物理トポロジーと理論トポロジーがあります。
物理トポロジーは、実際にLANケーブルやPCがどのように接続するのかを示す物理的な構成のことです。
理論トポロジーは、データの流れ方を表す倫理的な構成のことです。
代表的なネットワークトポロジーにバス型、スター型、リング型、フルメッシュ型があります。

・バス型トポロジー
 バス型トポロジーは、一本のケーブル(同軸ケーブル)に複数のノードを接続しているトポロジーのことです。
 一本の同軸ケーブルの両端にターミネータと呼ばれる抵抗器を取り付けて、
 終端での信号の反射、乱れを防ぎます。
 バス型のトポロジーでは、中心となる同軸ケーブルに障害が発生すると
 それに接続するすべてのノードが通信できなくなります。
 10Base2 / 10Base5など大昔のLAN規格で使用する物理トポロジーです。

・スター型トポロジー
 スター型トポロジーは一つの集線装置(ハブやスイッチ)に複数のノードを接続しているトポロジーのことです。
 バス型トポロジーとは異なり、一本のケーブルに障害が発生した場合でも楚歌のノード通信に影響は出ませんが、
 集線装置に障害が発生すると全てのノードの通信に影響が発生します。
 スター型トポロジーのハブに、さらに別のハブを接続するような構成は
 拡張スター型トポロジートいいます。

・リング型トポロジー
 バス型トスター型では物理トポロジーを記載しましたが、
 リング型トポロジーといえばトークンリングLANにおける理論トポロジーが代表例なので、
 今回は理論トポロジーについて紹介します。
 リング型トポロジーにおいてはノードは論理的にリング状に接続され、
 トークンと呼ばれるデータがリング状を高速で巡回しています。
 このトークンを得たノードがデータを送信することができます。
 シングルリング型トポロジーではどこか一か所でも障害が発生すると全体が通信できなくなります。
 リング型は、現在では見ることのない過去のトポロジーです。
 シングルリング型の耐障害性を強めたトポロジーが、デュアルリング型トポロジーです。
 このトポロジーではもう一つの予備のリングを設けることにより、
 プライマリリングに障害が発生した場合でも通信を継続できる仕組みになっています。
 FDDI LANの論理トポロジーが代表例です。
 トークンリングLANと同様FDDI LANは現在ではほぼ使用されていないので、
 シングルリング、デュアルリングともに、見ることがないトポロジーです。

・フルメッシュ型トポロジー
 バス型、スター型、リング型ではノードを中心に紹介してきましたが、
 フルメッシュ型やパーシャルメッシュ型のトポロジーは、
 特にルータなどのネットワーク機器における物理または論理トポロジーが代表例です。
 フルメッシュ型の場合は、全てのノードと相互接続しており、
 特定のノードとのリンクに障害が発生した場合でも、
 他のノードとのリンクを介して、継続して通信できます。
 フルメッシュ構成は耐障害性に優れていますが、
 物理トポロジーでフルメッシュにするとコストがかかってしまいます。
 そこで、中心となるセンター側のルータや、
 一部のルータだけをメッシュ型にするパーシャルメッシュにすれば、
 コストを抑えられて、そしてある程度の冗長性と耐障害性を維持することができます。

■参考文献
「ネットワークエンジニアとして / CCNAイージス / ネットワーク基礎とOSI参照モデル」
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