情報通信工学前期末
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mindmap
nodeA(情報通信工学 前期末)
::icon(fa fa-laptop)
最高sorutrt.icon
図が存在しないです sorutrt.icon
https://scrapbox.io/files/68886b93b30aeb35d4f64b78.pnghttps://scrapbox.io/files/68886f074b191df14a088de1.png
geminiさんが図を入れてくれないです
React で再現させれそうsorutrt.icon
不具合多いかもhill_san.icon
エンターキーで次の問題に進めるようにしました
キーボードの1~4キーで問題を選べるようにしました
図をサーバー上から参照させる方法もありそうですが、面倒くさいのでパス
図や表を説明文として追記させました
「表のある問題は削除しました」そうじゃないんよhill_san.icon
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第9回
サブネットワークとサブネットマスク
クラスBネットワークには、１つのネットワークに$ 2^{16} - 2 = 65534のホストを含む
現実的でない！ IP アドレスのムダの発生(多数の使用されない IP アドレス)
サブネットマスク表示
ネットワークアドレス部を「1」、ホストアドレス部を「0」で示し、10進で表記
クラスA: 255.0.0.0 (/8)
クラスB: 255.255.0.0 (/16)
クラスC: 255.255.255.0 (/24)
備考）クラスA-Dの各アドレスクラスは、次のようにIPアドレスの先頭4ビットによって区別
クラスA：先頭ビット 0
クラスB：先頭ビット 10
クラスC：先頭ビット 110
クラスD：先頭ビット 1110
CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
IPアドレスのクラス分けを廃止し、任意のビット長でIPアドレスを割り当てる方式
VLSM (Variable Length Subnet Mask: 可変長サブネットマスク)
組織内で部署ごとに異なるサブネットマスク長を設定できる
IPアドレスの使用効率を向上させる。
例1）ホスト数 500 の部署 /23
例2）ホスト数 50 のネットワーク /26
ルータの経路制御に対応可
パケットの分割と再構築
MTU (Maximum Transmission Unit): データリンク層で一度に送信できる最大データサイズ
ルータ: MTUに合わせてパケットを分割（フラグメンテーション）する
最終宛先ホスト: 分割されたパケットを再構築する
https://scrapbox.io/files/6886ca269f2fda846a21e299.png
データ構造
E-mail アプリケーション
（出ないので省略）
RARP (Reverse Address Resolution Protocol) MACアドレスからIPアドレスを取得するためのプロトコル（ARPの逆）
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ネットワークに接続されたデバイスに、IPアドレスやサブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、DNSサーバーなどのネットワーク設定情報を自動的に割り当てるプロトコル
手動設定の手間を省き、IPアドレスの重複を防ぎ、移動するデバイスのネットワーク接続を容易にする
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演習問題1 ~ 4 は省略
サブネットマスクの表記の問題
多分できるhill_san.icon
演習問題5
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
DHCPサーバーに必要な設定（割り当てるIPアドレス、サブネットマスク、デフォルトルート）をすれば、IPアドレスをユニークに割り当てる。
ある高専の E コースのノート PC を他コースの LAN に接続したところ、ネット接続ができなかった。以下の問いに答えよ。
(1) ネット接続ができなかった理由を考察せよ。
PCがEコースのIPアドレスを保持したままで、そのIPアドレスは他コースのネットワークアドレス範囲外であったため、他コース内のデバイスやインターネットへの通信ができなかった？
ＩＰアドレスを取得しないと繋がりません
(2) 考えられる対策を説明せよ。
DHCPサーバーが無い場合、管理者にIPアドレスを問い合わせる
ノートPCのネットワーク設定をDHCPによるIPアドレスの自動取得に設定する
DHCPサーバーがあれば、適切なIPアドレスが割り振られる
(3) ノート PC を校内のどこに持ち歩いてもネット接続できるようにするためのネット機能とその構成について説明せよ。
DHCPサーバー
校内ネットワーク全体に対してIPアドレスやサブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、DNSサーバーアドレスなどのネットワーク設定情報を自動的に割り当てる
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第10回
DNS(Domain Name Server)
すべてのコンピュータは IP アドレスで識別される。
名前解決
URLやメールアドレスを IP アドレスに変換する仕組み
URLやメールアドレスは、ユーザが理解しやすいよう、単語の列になっている
コンピュータに理解できるよう、IPアドレスに変換する
ドメイン名の階層構造
ネームサーバー
DNS による問い合わせ
NAT(Network Address Translator)
LAN 内部はプライベート IP アドレス,インターネット接続はグローバル IP アドレス
ICMP(Internet Control Message Protocol)
ネットワーク診断プロトコル : ネットワークが正常か?設定ミス?機器の異常診断
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第11回
TCP/UDP(Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol)
TCP の役割：1 対 1 通信
1. ポート番号：データをアプリケーションに関連付ける.
2. コネクション通信：信頼性のある通信の実現(セグメント化、順序制御、再送制御、フロー制御、ふくそう制御)
UDP の役割：1 対 多 通信
1. ポート番号：データをアプリケーションに関連付ける。
2. コネクションレス通信：信頼性のない通信(データの垂れ流し)（高速）
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マルチタスク環境において、どの処理にデータを渡すのか決める
ウェルノウンポート(0~1023)(サーバ側)
TCP/IPネットワークにおいて、あらかじめ予約・登録されているポート番号のこと
プロトコル ポート番号
FTP 20,21
SSH 22
TELNET 23
SMTP 25
DNS 53
DHCP 67,68
HTTP 80
SNMP 161,162
HTTPS 443
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開始時
1. SYN（コネクション確立要求）を送る
2. ACK（確認応答）と同時に、SYN（コネクション確立要求）を合わせたSYN-ACKパケットを返す
3. クライアントはSYN-ACKパケットを受け取ると、ACK（確認応答）パケットをサーバに送る
ACKが、待っても来ない場合再送する。
再送した場合、後から来たデータは破棄する
終了時
1. FIN(コネクション終了要求）を送る
2. ACK（確認応答）と同時に、FIN（コネクション終了要求）を合わせたSYN-FINパケットを返す
3. ACK（確認応答）パケットをサーバに送る
異常終了時はRST（Reset）
1. データをアプリケーションに関連付ける.ポート番号
2. データの垂れ流し.TCP が行う各種制御は行わない. 3. データ制御が必要な場合は,アプリケーションプログラムで行う.
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第14回
音声のデジタル処理
AD変換
一定の時間間隔で区切る、その時間ごとの信号レベルを標本として抽出する
信号レベルを何段階で表現するかを定め、標本化したデータをその段階数に当てはめて整数値に置き換える 量子化で得た数値を 2 進法にする処理
デジタル変調
デジタル信号を無線波（キャリア）に乗せる
table:変調方式
変調方式 ノイズ耐性 周波数利用効率 消費電力 コスト（回路規模）
Amplitude Shift Keying
振幅推移
ベースバンド信号が 0 のところは振幅を 0 にする
Frequency Shift Keying
周波数推移
ベースバンド信号によって周波数を変える
送信データと位相を対応付けて
BPSK (Binary Phase Shift Keying) QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) この2つの違いは、送信データを 1 bit 単位で位相に変換するか 2 bit 単位で位相に変換するか
位置が異なる 2 つのアンテナで受信した電波のうち、強度の高い方だけを選択する
受信レベルの低下を防ぐ
同じ環境だとしてもダイバーシティを使うとビット誤り率が改善する
誤り訂正符号
送りたい情報に誤り訂正用のビットをつけて送信する
FEC
Forward Error Correction
1 ビットの誤りは訂正できる
2 ビットの誤りは訂正はできず、誤ったことだけを検出できる
過去問
これの解答考えませんかきょ.icon
考えましょうhill_san.icon
というかこれレポートでやったやつ
問題3 (1) インターネットの名前解決システムが分散型階層データベース構造になっている理由を説明せよ。
DNSサーバーが分散型階層データベース構造を採用しているのは、インターネット全体の膨大な情報を効率よく、かつ安定して管理するためです。具体的には、「負荷分散」「耐障害性」「管理の容易さ」という3つの大きなメリットがあります。
問題3(2)本校のあなたのPCからhttp:www.abc-ele.co.jp/にアクセスしたときの名前解決過程について説明せよ。
説明では「問い合わせ元」と「問い合わせ先」および「問い合わせ内容」を明らかにすること
table:表
問い合わせ元 問い合わせ先 問い合わせ内容
リゾルバ（コンピュータ） DNSキャッシュサーバ http:www.abc-ele.co.jp/のIPアドレス
DNSキャッシュサーバ DNSルートサーバ http:www.abc-ele.co.jp/のIPアドレス
DNSキャッシュサーバ 「jp」の情報を持つDNSサーバ http:www.abc-ele.co.jp/のIPアドレス
DNSキャッシュサーバ 「co」の情報を持つDNSサーバ http:www.abc-ele.co.jp/のIPアドレス
DNSキャッシュサーバ 「abc-ele」の情報を持つDNSサーバ http:www.abc-ele.co.jp/のIPアドレス
example.comの場合（hill_san.iconのレポートより）
https://scrapbox.io/files/6888f23b09ca611241003042.png
問題4
インターネットでは、MACアドレスとIPアドレスの2つのアドレスを使用する。
それぞれのアドレスの役割を説明せよ
https://scrapbox.io/files/6888ffec4b191df14a0c956a.png
これを先生のレポートにぜひ貼りたいhill_san.icon
MACアドレス：
データリンク層でコンピュータを識別する役割
次に向かうルーターを示す役割
同一のネットワーク内（LANなど、ルーターを越えない範囲）、データリンク層で、通信相手の機器を特定するための物理的な識別番号
IPアドレス：
ネットワーク層でルーティングを行う役割
最終的な通信相手のコンピュータやサーバーがどこにあるかを示す役割
MACアドレスだけではいけない理由
MACアドレスには階層的な構造がなく、どの機器がどのネットワークに所属しているかという情報を含んでいない
巨大なネットワークでは、無数に近い機器の中から目的の相手を見つけ出す（ルーティング、経路制御する）ことが事実上不可能
IPアドレスだけではいけない理由
IPアドレスによって目的のローカルネットワーク（例えば、家庭内のWi-Fiネットワーク）まではデータを届けることができる
そのネットワークに接続されている複数の機器（PC、スマホ、テレビなど）の中から、最終的にどの機器にデータを渡すべきかを特定できない