問題集演習で絶対合格!

物理層・データリンク層

物理層・データリンク層のプロトコル

<ネットワークインターフェイス層>

標準プロトコルのイーサネット

社内ネットワーク等で最もよく使われるのがツイストペアケーブルを用いたイーサネット技術
ハブ(リピータハブとスイッチングハブ)を中心としたスター型ネットワークが構築される
データを宛名情報や誤り訂正に必要な情報等を付加した「フレーム」単位で伝送する

リピータハブ(半二重通信)

基本的には、リピータハブに繋がれたコンピュータから送られた情報を単に中継し、
接続されたコンピュータ全てへ伝送する
宛名情報に基づき、自分と異なる宛名の場合は送られてきたフレームを破棄する

MACアドレス (Media Access Control Adress)

MACアドレスはLANカード等ネットワークインターフェイス機器に組み込まれている
イーサネットのフレームの宛名に使われる

例 00 : 30 : 65 : BA : E9 C2

1つのフィールド内は0~255までの値
内上位3バイトはOUI(Organizationally Unique Identifier)といい、IEEEがメーカ毎に管理・割当をしている

ブロードキャストアドレス FF : FF : FF : FF : FF : FF

全てが1であり、同一ネットワークセグメントに接続された全台に送信される

ブロードキャストドメイン

あるコンピュータがブロードキャストアドレスを送出し、届く範囲のこと

 

イーサネットフレーム

DEC社、Intel社、Xerox社により規格化されたフォーマットであり「EthernetⅡ」と呼ぶ。

frame

送信元MACアドレス(48ビット)宛先MACアドレス(48ビット)
タイプ(16ビット)
データ部 ・・・TCP/IPではIPパケットが格納される
FCS(Frame Check Sequence) ・・・誤り検出に使用(32ビット)

 

CSMA/CD方式(Carrier Sense Multiple Access with Collison Detection

イーサネットにおいて、フレームを送出する際にコントロールする制御技術

→他にフレームが送出されていないかチェックし、なければ送出、あればしばらく待機したのちに送出を実行する

・コリジョン(衝突)の発生

CSMA/CD方式を用いても複数のコンピュータがほぼ同時にフレームを送出した場合は対応できず、信号が重なり読み取り不可となる。

・バックオフアルゴリズム

コリジョンを検出すると、フレームを送出したコンピュータは「ジャミング」を送出し、他のコンピュータに知らせる。その後、乱数を用いた一定時間を置きフレームを再送する。

 

スイッチングハブ(全二重通信)

スター型のネットワークで構築

フレームをスイッチングハブ内部メモリに蓄積し、MACアドレスを読み取り、テーブルと照合し該当するコンピュータのポートのみにフレームを送出する。

宛先以外のポートへはフレームを送出しないため、混雑緩和につながる

コリジョンの検出はスイッチングハブで行われる

 

VLAN 仮想ネットワーク構想

レイヤ2スイッチに接続されたコンピュータをいくつかのサブネットに分け、別のLAN(ブロードキャストドメイン)として認識させることができる

適切にサブネットを分けてVLANを構築することで、ネットワークの混雑緩和につながる

サブネット間の通信にはレイヤ3スイッチ(ルータの役割を持つ)を用いる

 

無線LAN

無線を利用しアクセスポイント経由でコンピュータをネットワークへ接続する技術

イーサネットを利用した無線LANはIEEE802.11で規格化されたものである

CSMA/CA方式 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)で制御する

半二重通信のため同じ通信回線を流れるコリジョンを検出できない。そのため、送出待ち時間をランダムにすることで回避している。

LAN配線が簡略化できる。無線LANを実装したノートPCやスマートフォンの普及。駅やホテル、カフェ等での公衆無線LANサービスの提供。等急速に発展していった。

 

PPP(Point to Point Protocol)

ISDNや電話回線等を用いて1対1で2点間の通信を行う

相手を特定する情報(MACアドレス等)が不要

イーサネット上でのPPPを「PPPoE (PPP over Ethernet)」と呼ぶ。

イーサネットには実装されていない、コネクション管理や認証機能が利用でき、ユーザの管理に役立つ。

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