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Network

複数のコンピューターや通信機器（スマホ、サーバーなど）をケーブルや無線技術で相互に接続し、データや情報をやり取りできるようにした仕組み（通信網）のこと。

目次

第1章 ネットワーク基礎知識

  • 1.1 コンピュータネットワーク登場の背景
  • 1.1.1 コンピュータの普及と多様化
  • 1.1.2 スタンドアロンからネットワーク利用へ
  • 1.1.3 コンピュータ通信から情報通信環境へ
  • 1.1.4 コンピュータネットワークの役割
  • 1.2 コンピュータとネットワーク発展の7つの段階
  • 1.2.1 バッチ処理 (Batch Processing)
  • 1.2.2 タイムシェアリングシステム (TSS)
  • 1.2.3 コンピュータ間通信
  • 1.2.4 コンピュータネットワークの登場
  • 1.2.5 インターネットの普及
  • 1.2.6 インターネット技術中心の時代へ
  • 1.2.7 「単につなぐ」 時代から 「安全につなぐ」 時代へ
  • 1.2.8 人からモノへ、モノからコトへ
  • 1.2.9 すべての鍵を握る TCP/IP
  • 1.3 プロトコルとは
  • 1.3.1 プロトコルがいっぱい!
  • 1.3.2 プロトコルが必要な理由
  • 1.3.3 プロトコルを会話で考えると
  • 1.3.4 コンピュータでのプロトコル
  • 1.3.5 パケット交換でのプロトコル
  • 1.4 プロトコルは誰が決める?
  • 1.4.1 コンピュータ通信の登場から標準化へ
  • 1.4.2 プロトコルの標準化
  • 1.5 プロトコルの階層化とOSI 参照モデル
  • 1.5.1 プロトコルの階層化
  • 1.5.2 会話で階層化を考えると
  • 1.5.3 OSI 参照モデル
  • 1.5.4 OSI参照モデルの各層の役割
  • 1.6 OSI参照モデルによる通信処理の例 1.6.1 7階層の通信
  • 1.6.2 セッション層以上での処理
  • 1.6.3 トランスポート層以下での処理
  • 1.7 通信方式の種類
  • 1.7.1 コネクション型とコネクションレス型
  • 1.7.2 回線交換からパケット交換へ
  • 1.7.3 通信相手の数による通信方式の分類
  • 1.8 アドレスとは
  • 1.8.1 アドレスの唯一性
  • 1.8.2 アドレスの階層性
  • 1.9 ネットワークの構成要素
  • 1.9.1 通信媒体とデータリンク
  • 1.9.2 ネットワークインタフェース 1.9.3 リピーター
  • 1.9.4 ブリッジ/レイヤ2スイッチ
  • 1.9.5 ルーター/レイヤ3スイッチ 1.9.6 レイヤ 4-7 スイッチ
  • 1.9.7 ゲートウェイ
  • 1.10 現在のネットワークの姿
  • 1.10.1 実際のネットワークの構成
  • 1.10.2 インターネット接続サービスを利用した通信
  • 1.10.3 携帯端末による通信
  • 1.10.4 情報発信者側にとってのネットワーク
  • 1.10.5 仮想化とクラウド
  • 1.10.6 クラウドの構造と利用

第2章 TCP/IP 基礎知識

  • 2.1 TCP/IP 登場の背景とその歴史
  • 2.1.1 軍事技術の応用から
  • 2.1.2 ARPANET の誕生
  • 2.1.3 TCP/IPの誕生
  • 2.1.4 UNIX の普及とインターネットの拡大
  • 2.1.5 商用インターネットサービスの開始
  • 2.2 TCP/IP の標準化
  • 2.2.1 TCP/IP という語は何を指す?
  • 2.2.2 TCP/IP 標準化の精神
  • 2.2.3 TCP/IP の仕様書 RFC
  • 2.2.4 TCP/IP の標準化の流れ
  • 2.2.5 RFCの入手方法
  • 2.3 インターネットの基礎知識
  • 2.3.1 インターネットとは
  • 2.3.2 インターネットと TCP/IP の関係
  • 2.3.3 インターネットの構造
  • 2.3.4 ISP と地域ネット
  • 2.4 TCP/IPの階層モデル
  • 2.4.1 TCP/IP と OSI参照モデル
  • 2.4.2 ハードウェア (物理層)
  • 2.4.3 ネットワークインタフェース層 (データリンク層)
  • 2.4.4 インターネット層 (ネットワーク層)
  • 2.4.5 トランスポート層
  • 2.4.6 アプリケーション層 (セッション層以上の上位層)
  • 2.5 TCP/IP の階層モデルと通信例
  • 2.5.1 パケットヘッダ
  • 2.5.2 パケットの送信処理
  • 2.5.3 データリンクを流れるパケットの様子
  • 2.5.4 パケットの受信処理

第3章 データリンク

  • 3.1 データリンクの役割
  • 3.2 データリンクの技術
  • 3.2.1 MAC アドレス
  • 3.2.2 媒体共有型のネットワーク
  • 3.2.3 媒体非共有型のネットワーク
  • 3.2.4 MAC アドレスによる転送
  • 3.2.5 ループを検出するための技術
  • 3.2.6 VLAN (Virtual LAN)
  • 3.3 イーサネット (Ethernet)
  • 3.3.1 イーサネットの接続形態
  • 3.3.2 イーサネットにはいろいろな種類がある
  • 3.3.3 イーサネットの歴史
  • 3.3.4 イーサネットのフレームフォーマット
  • 3.4 無線通信
  • 3.4.1 無線通信の種類
  • 3.4.2 IEEE802.11
  • 3.4.3 IEEE802.11b、 IEEE802.11g
  • 3.4.4 IEEE802.11a
  • 3.4.5 IEEE802.11n
  • 3.4.6 IEEE802.11ac
  • 3.4.7 IEEE802.11ax (Wi-Fi 6)
  • 3.4.8 無線 LAN を使用する場合の留意点
  • 3.4.9 WiMAX
  • 3.4.10 Bluetooth
  • 3.4.11 ZigBee
  • 3.4.12 LPWA (Low Power, Wide Area)
  • 3.5 PPP (Point-to-Point Protocol)
  • 3.5.1 PPP とは
  • 3.5.2 LCP と NCP
  • 3.5.3 PPPのフレームフォーマット
  • 3.5.4 PPPoE (PPP over Ethernet)
  • 3.6 その他のデータリンク
  • 3.6.1 ATM (Asynchronous Transfer Mode)
  • 3.6.2 POS (Packet over SDH/SONET)
  • 3.6.3 ファイバーチャネル (Fiber Channel) 3.6.4 iSCSI
  • 3.6.5 InfiniBand
  • 3.6.6 IEEE1394
  • 3.6.7 HDMI
  • 3.6.8 DOCSIS
  • 3.6.9 高速 PLC (高速電力線搬送通信)
  • 3.7 公衆アクセス網
  • 3.7.1 アナログ電話回線
  • 3.7.2 モバイル通信サービス
  • 3.7.3 ADSL
  • 3.7.4 FTTH (Fiber To The Home)
  • 3.7.5 ケーブルテレビ
  • 3.7.6 専用回線 (専用線)
  • 3.7.7 VPN (Virtual Private Network)
  • 3.7.8 公衆無線LAN
  • 3.7.9 その他の公衆通信サービス (X.25 フレームリレー、 ISDN)

第4章 IP (Internet Protocol)

  • 4.1 IP はインターネット層のプロトコル
  • 4.1.1 IP は OSI 参照モデルの第3層に相当
  • 4.1.2 ネットワーク層とデータリンク層の関係
  • 4.2 IPの基礎知識
  • 4.2.1 IP アドレスはネットワーク層のアドレス
  • 4.2.2 経路制御 (ルーティング)
  • 4.2.3 データリンクの抽象化
  • 4.2.4 IP はコネクションレス型
  • 4.3 IP アドレスの基礎知識
  • 4.3.1 IP アドレスとは
  • 4.3.2 IP アドレスはネットワーク部とホスト部から構成される
  • 4.3.3 IP アドレスのクラス
  • 4.3.4 ブロードキャストアドレス
  • 4.3.5 IP マルチキャスト
  • 4.3.6 サブネットマスク
  • 4.3.7 CIDR と VLSM
  • 4.3.8 グローバルアドレスとプライベートアドレス
  • 4.3.9 グローバルIPアドレスは誰が決める
  • 4.4 経路制御 (ルーティング)
  • 4.4.1 IP アドレスと経路制御(ルーティング)
  • 4.4.2 経路制御表の集約
  • 4.5 IP の分割処理と再構築処理
  • 4.5.1 データリンクによって MTU は違う
  • 4.5.2 IP データグラムの分割処理と再構築処理
  • 4.5.3 経路 MTU 探索 (Path MTU Discovery)
  • 4.6 IPv6 (IP version 6)
  • 4.6.1 IPv6 が必要な理由
  • 4.6.2 IPv6 の特徴
  • 4.6.3 IPv6 での IP アドレスの表記方法
  • 4.6.4 IPv6 アドレスのアーキテクチャ
  • 4.6.5 グローバルユニキャストアドレス
  • 4.6.6 リンクローカルユニキャストアドレス
  • 4.6.7 ユニークローカルアドレス
  • 4.6.8 IPv6 での分割処理
  • 4.7 IPv4 ヘッダ
  • 4.8 IPv6 のヘッダフォーマット
  • 4.8.1 IPv6 拡張ヘッダ

第5章 IPに関連する技術

  • 5.1 IP だけでは通信できない
  • 5.2 DNS (Domain Name System)
  • 5.2.1 IP アドレスを覚えるのはたいへん
  • 5.2.2 DNS の登場
  • 5.2.3 ドメイン名の構造
  • 5.2.4 DNS による問い合わせ
  • 5.2.5 DNS はインターネットに広がる分散データベース
  • 5.3 ARP (Address Resolution Protocol)
  • 5.3.1 ARP の概要
  • 5.3.2 ARP の仕組み
  • 5.3.3 IP アドレスと MAC アドレスは両方とも必要?
  • 5.3.4 RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
  • 5.3.5 Gratuitous ARP (GARP)
  • 5.3.6 代理 ARP (Proxy ARP)
  • 5.4 ICMP (Internet Control Message Protocol)
  • 5.4.1 IP を補助する ICMP
  • 5.4.2 主な ICMP メッセージ
  • 5.4.3 ICMPv6
  • 5.5 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
  • 5.5.1 プラグ&プレイを可能にする DHCP
  • 5.5.2 DHCP の仕組み
  • 5.5.3 DHCP リレーエージェント
  • 5.6 NAT (Network Address Translator)
  • 5.6.1 NATとは
  • 5.6.2 NAT の仕組み
  • 5.6.3 NAT64/DNS64
  • 5.6.4 CGN (Carrier Grade NAT)
  • 5.6.5 NAT の問題点
  • 5.6.6 NAT の問題点の解決とNAT 越え
  • 5.7 IP トンネリング
  • 5.8 その他のIP関連技術
  • 5.8.1 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)
  • 5.8.2 IP マルチキャスト関連技術
  • 5.8.3 IP エニーキャスト
  • 5.8.4 通信品質の制御
  • 5.8.5 明示的なふくそう通知
  • 5.8.6 Mobile IP

第6章 TCPとUDP

  • 6.1 トランスポート層の役割
  • 6.1.1 トランスポート層とは
  • 6.1.2 通信の処理
  • 6.1.3 2 つのトランスポートプロトコル TCPとUDP
  • 6.1.4 TCPとUDP の使い分け
  • 6.2 ポート番号
  • 6.2.1 ポート番号とは
  • 6.2.2 ポート番号によるアプリケーションの識別
  • 6.2.3 IP アドレスとポート番号とプロトコル番号による通信の識別
  • 6.2.4 ポート番号の決め方
  • 6.2.5 ポート番号とプロトコル
  • 6.3 UDP (User Datagram Protocol)
  • 6.3.1 UDP の目的と特徴
  • 6.4 TCP (Transmission Control Protocol)
  • 6.4.1 TCPの目的と特徴
  • 6.4.2 シーケンス番号と確認応答で信頼性を提供
  • 6.4.3 再送タイムアウトの決定
  • 6.4.4 コネクション管理
  • 6.4.5 TCP はセグメント単位でデータを送信
  • 6.4.6 ウィンドウ制御で速度向上
  • 6.4.7 ウィンドウ制御と再送制御
  • 6.4.8 フロー制御 (流量制御)
  • 6.4.9 ふくそう制御 (ネットワークの混雑解消)
  • 6.4.10 ネットワークの利用効率を高める仕組み
  • 6.4.11 TCP を利用するアプリケーション
  • 6.5 その他のトランスポートプロトコル
  • 6.5.1 QUIC(Quick UDP Internet Connections)
  • 6.5.2 SCTP (Stream Control Transmission Protocol)
  • 6.5.3 DCCP(Datagram Congestion Control Protocol)
  • 6.5.4 UDP-Lite (Lightweight User Datagram Protocol)
  • 6.6 UDP ヘッダのフォーマット
  • 6.7 TCP ヘッダのフォーマット

第7章 ルーティングプロトコル(経路制御プロトコル)

  • 7.1 経路制御 (ルーティング)とは
  • 7.1.1 IP アドレスと経路制御
  • 7.1.2 スタティックルーティングとダイナミックルーティング
  • 7.1.3 ダイナミックルーティングの基礎
  • 7.2 経路を制御する範囲
  • 7.2.1 インターネットにはさまざまな組織が接続されている
  • 7.2.2 自律システムとルーティングプロトコル
  • 7.2.3 EGP と IGP
  • 7.3 経路制御アルゴリズム
  • 7.3.1 距離ベクトル型 (Distance-Vector)
  • 7.3.2 リンク状態型 (Link-State)
  • 7.3.3 主なルーティングプロトコル
  • 7.4 RIP (Routing Information Protocol)
  • 7.4.1 経路制御情報をブロードキャストする
  • 7.4.2 距離ベクトルにより経路を決定
  • 7.4.3 サブネットマスクを利用した場合の RIP の処理
  • 7.4.4 RIP で経路が変更されるときの処理
  • 7.4.5 RIP2
  • 7.5 OSPF (Open Shortest Path First)
  • 7.5.1 OSPFはリンク状態型のルーティングプロトコル
  • 7.5.2 OSPF の基礎知識
  • 7.5.3 OSPF の動作の概要
  • 7.5.4 階層化されたエリアに分けてきめ細かく管理
  • 7.6 BGP (Border Gateway Protocol)
  • 7.6.1 BGP と AS 番号
  • 7.6.2 BGP は経路ベクトル
  • 7.7 MPLS(Multi-Protocol Label Switching)
  • 7.7.1 MPLS ネットワークの動作
  • 7.7.2 MPLS の利点

第8章 アプリケーションプロトコル

  • 8.1 アプリケーションプロトコルの概要
  • 8.2 遠隔ログイン (TELNETとSSH)
  • 8.2.1 TELNET
  • 8.2.2 SSH
  • 8.3 ファイル転送(FTP)
  • 8.4 電子メール (E-Mail)
  • 8.4.1 電子メールの仕組み
  • 8.4.2 メールアドレス
  • 8.4.3 MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions)
  • 8.4.4 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
  • 8.4.5 POP (Post Office Protocol)
  • 8.4.6 IMAP (Internet Message Access Protocol)
  • 8.5 WWW (World Wide Web)
  • 8.5.1 インターネットブームの火付け役
  • 8.5.2 WWW の基本概念
  • 8.5.3 URI (Uniform Resource Identifier)
  • 8.5.4 HTML (HyperText Markup Language)
  • 8.5.5 HTTP (HyperText Transfer Protocol)
  • 8.5.6 Web アプリケーション
  • 8.6 ネットワーク管理 (SNMP)
  • 8.6.1 SNMP (Simple Network Management Protocol)
  • 8.6.2 MIB (Management Information Base)
  • 8.6.3 RMON (Remote Monitoring MIB)
  • 8.6.4 SNMP を利用したアプリケーションの例
  • 8.7 その他のアプリケーションプロトコル
  • 8.7.1 マルチメディア通信を実現する技術 (H.323 SIP RTP)
  • 8.7.2 P2P (Peer To Peer)
  • 8.7.3 LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)
  • 8.7.4 NTP (Network Time Protocol)
  • 8.7.5 制御システムのプロトコル

第9章 セキュリティ

  • 9.1 セキュリティの重要性
  • 9.1.1 TCP/IP とセキュリティ
  • 9.1.2 サイバーセキュリティ
  • 9.2 セキュリティの構成要素
  • 9.2.1 ファイアウォール
  • 9.2.2 IDS/IPS (侵入検知システム/侵入防止システム)
  • 9.2.3 アンチウイルス/パーソナルファイアウォール
  • 9.2.4 コンテンツセキュリティ (E-mail、Web)
  • 9.3 暗号化技術の基礎
  • 9.3.1 共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式
  • 9.3.2 認証技術
  • 9.4 セキュリティのためのプロトコル
  • 9.4.1 IPsec と VPN
  • 9.4.2 TLS/SSL と HTTPS
  • 9.4.3 IEEE802.1X

付属

  • 付.1 インターネット上の便利な情報
  • 付.1.1 海外
  • 付.1.2 国内
  • 付.2 旧来の IP アドレス群 (クラスA、B、C) についての基礎知識
  • 付.2.1 クラス A
  • 付.2.2 クラスB
  • 付.2.3 クラス C
  • 付.3 物理層
  • 付.3.1 物理層についての基礎知識
  • 付.3.20と1の符号化
  • 付.4 コンピュータを結ぶ通信媒体についての基礎知識
  • 付.4.1 同軸ケーブル
  • 付.4.2 ツイストペアケーブル(より対線)
  • 付.4.3 光ファイバーケーブル
  • 付.4.4 無線
  • 付.5 現在あまり使われなくなったデータリンク
  • 付.5.1 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
  • 付.5.2 Token Ring
  • 付.5.3 100VG-AnyLAN
  • 付.5.4 HIPPI

参考資料

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