computer network
en: computer network
隠蔽できない
5層モデル
5 layers:
アプリケーション層
トランスポート層
ネットワーク層
データ・リンク層
物理層
区分など
layers + protocols
実際のネットワークは すべて階層化を採用している。
2軸
en: service
上下方向
en: protocol
左右方向
サービスから見たら実装であって、隠蔽されている。
同位とのインターフェイスと言える？
各層の protocols の直積の組合せ
つまり各層ごとに 1つづつ
コネクションによる区別
コネクション指向
connection-oriented service
cf. 電話回線
cf. 交換方式
コネクションレス指向
connectionless service
cf. packet（郵便）、 telegram, telegraph（電報、電信）
cf. 交換方式
2 switching types
packet switching
circuit switching
信頼性
高信頼 vs 低信頼
接続 (connection) 方式による区別
point-to-point
cf. unicast
broadcast
or multicast
用語
memo: サブネットは VPCのみの専門用語では ない。wint.icon
create a network by linking and connecting computer nodes.
ネットワークの つながり、ネットワークのネットワーク
a set of interconnected networks by internetworking.
複数の技術やプロトコルで接続されてる場合に つかわれがち。
abbr: GW
internetwork の 2つの network の間にある変換器
典型的には network layer にある router のこと to connect two or more networks
= internetwork
a set of interconnected networks
the internel of global. WWW. layer
list
carry by symbol stream
convey bit stream
of frame stream
carry by frame stream
convey packet stream
carry by packet stream
convey message stream
of segment stream
or datagram
carry by segment stream
convey bit stream
of app data
or reliable byte stream
aka. reliable bit pipe
or datagram
divide the stack of layers into 2
transport service provider
transport service user
convey app data
物理媒体
物理層の したに ある。
さしづめ第0層
payload
app data ∈ message ∈ packet ∈ frame ∈ stream
fragmentation される可能性に留意せよ。
1:N かも
同階層の 対向に いる 主体。同位の主体。
an entity in the same layer
pair となるヤツ
e.g. 人、ソフト、計算機、機械、node
同じプロトコルで互いに通信する。しかし あくまでも仮想的であって、当然 実態は下層を経由する。
adj. 同位
同じ protocol で話す。
network architecture
layers + protocols
protocol stack
per machine
last one mile
DSL
ADSL
いまどき使わない。 FTTH だろう。
xDSL
codec
なぜか構成図に入ってる。
FTTH = Fiber To The Home
光ファイバー
PON
abbr. passive optic network
POP
abbr. of Point of Presence
⊂ routing policy
インターネット事業者同士がIXでやるヤツ
無料
vs. transit（有料）
SONET
abbr. of Synchronous Optical NETwork
ja: 同期光ネットワーク
vs. SDH
ほぼ同じ
同期式システム
時計の同期が必要
ns 精度
データがなくてもフレームは毎クロック送出される。
traffic
ja: トラフィック（トラヒックとも）
さもなくば散発的で burstする。
methods
traffic shaping
⊂ traffic management
traffic suppression
輻輳回避に必要
cf. multiaccess channel
交換
en: switching
交換方式 2つ:
回線交換
en: circuit switching
回線を つかう。
sessionは 呼（call）と呼ばれる。
回路は point-to-point の経路を排他的に確保する。
輻輳は呼設定のとき
保証型サービス
ただしリソースのムダが出得る。
パケット交換
en: packet switching
パケットを つかう。
輻輳は転送中
無保証サービス
リソース効率は良い。
大域的に（もっと粗視化して）、ネットワークのキャパをオーバーすること。 overcapacity のこと。
goodput が送出パケット数に比例せず（理論値が でない）、sublinear に悪化すること。 burstするアクセスが厄介。
対策が必要
検知
フィードバック
en: congestion control
バッチで送りたいけど、下位のサービスのためにバッファのサイズを調整したりすること。
対策:
transport layer での送出速度を下げる。
ここはフロー制御と共通か wint.icon
迂回路を設定する。
振替輸送みたいなモノ。
手法
RED
ランダムにポケットを破棄する。
送信レートに比例すると期待できる。
choke packet
feedbacks
explicit, implicit
precise, imprecise
輻輳回避
en: congestion avoidance
⊂ 輻輳制御
traffic control が必要
流入制御
en: admission control
制御というか入場制限
回線での方式
あるいはフローに仮想的な回線を仮定する。
QoS を実現する。
aka. 流量制御
注意: 輻輳制御ではない。
問題事象
途中のノードのキューが あふれそうになると、流量の制御が必要になる。
途中のノードが通信量を さばけなくなってしまう という局所的な問題。
overflow?
対策: 送出速度を下げる。
sliding window
手法
feedback-based flow control
data link layer で つかわれる。
上位層でも
rate-based flow control
transport layer で使われる ことがある。
具体例
e.g. back pressure
⊂ feedback
e.g.
誤り検出と誤り訂正
⊂ 誤り制御
誤り検出 aka. エラー検出？
ECC aka. FEC？
これはメモリーデバイスでも使われる。
どちらも複数階層で使われる。
訂正
物理層
検出
データ・リンク層
ネットワーク層
トランスポート層
利用
検出
有線通信が多い。
訂正
無線通信が多い。
誤り検出 methods
list
parity bit
check sum
CRC
aka. polynomial code
符号
list
Humming code
convolutional code
無線通信で多用される。
ファジーな復号処理ができる利点がある。
Reed-Solomon code
有線通信、無線通信、光学ディスクなどで利用される。
LDPC code
利用が増えてる。
types
linear code
systematic code
block code
特性・特徴
符号語全体の空間のなかで正しいモノはわずかしかない。つまり疎である。
たがいの距離も十分に はなれてる。
確認通知
aka. 確認応答
aka. PAR
応答のタイプ
ACK
基本
タイマー切れまでに届ける。
NAK
aka. NACK
選択再送と合わせて使いがち。
trade-off
帯域効率 vs メモリー容量
伝送の効率化
piggybacking
確認通知の出力を データの送信に 相乗り させる。
フレーム数を節約できる。送る側も受ける側も。
sliding window
⊂ 手法
これの有無で protocol を class 分けられる。
応答待ちの latency を減らせる。
送信者と受信者との両方に window があって管理されてる。サイズが同じである必要はない。
再送戦略
全部
未達以降は 全部すてる。
一部
選択再送で おぎなう。
crash recovery
単一層内では ムリ。
ひとつ うえの 階層で やる 必要が ある。
PPP
abbr. of Point-to-point protocol
フレーム化を提供する data link layer protocol
PPP link で PPP frames を運ぶ。
上層との界面
network control protocol
abbr. NCP
認証
link control protocol
abbr. LCP
実装
SONET用のヤツ
PPPoE
PPPoA
aka. multiaccess channel, random access channel, single shared broadcast channel
単一チャネルを共有して使ってるため、同時に送信すると競合する。
cf. MAC sublayer
遅延が大きい。帯域幅が広くない。
つまりショボい…。wint.icon
必然的に無線通信である。
QoS
abbr. of Quality of Service
list
latency
throughput
priority
methods
bandwith control
cf. network administration
bridge
data link layer の中継デバイス
ひとつの LAN を構成する部分
いまは switch と呼ばれがち
switch
古くは bridge と呼ばれた。
cf. classic Ethernet
若干 広義
point-to-point通信なら衝突しない。
transparent（透過的）であることが価値になってる。
ただ別種のネットワークを接続できる ほど ではない
PnP (plug and play) で動作してほしい。
network 特に subnet を つなぐ
relay
どの層でも あり得る。
e.g.
物理層
データリンク層
スイッチ
アプリ層
flooding
flooding algorithm
routingの技法
宛先
addressing
naming
経路を管理して見つける手法
信頼性に かかわる。
cast types of routing
unicast
multicast
anycast
bitstream / bytestream
flow
なんらかの一連の packet の あつまり
回線方式における呼のアナロジー
cf. virtual circuit
cf. VLAN, MPLS
def. RFC 2722 "an artificial logical equivalent to a call or connection"
cf. RFC 3697, 3917
path 相当
QoS を実現するのに必要な概念
手法
QoS routing
vs. class-based service quality
MPLS
abbr.
主に ISP が内部で つかう。
layer 2 でも 3 でもない
data link layer でも network layer でもない。
強いて言えば layer 2.5 ?
SAP
layer ごとにある
SAPs
NSAP
e.g. IP address
e.g. port
fragmentation
そもそも回避した方が良い
→ MTU
WAN
abbr. wide area network
host と subnet からなる。
subnet は単一の network の場合もあるし、複数の networks からなる internetwork である場合もある。
SDN
abbr. software defined network
SD-WAN
⊂ WAN
⊂ SDN
疑問: VPN で良くない…？ wint.icon
ZTNA
abbr. zero trust network access
P2Pで暗号化した secureな 通信service
⊂ SSE
SSE
abbr. Security Service Edge
parts:
SWG: Secure Web Gateway
ZTNA: Zero Trust Network Access
CASB: Cloud Access Security Broker
FWaaS: Firewall as a Service
SASE
abbr. secure access service edge
parts:
SSE
WAN Edge
SD-WAN or WANaaS
ref.
デカいので別項目
mobile client
mobility が必要
handover が必要
nomadic client
e.g. 無線LANを使うノートPCなど
mobility は不可欠ではない。
firewall
製品・サービス
web app firewall
abbr. WAF
VPC
abbr. of virtual private cloud
firewall rules
大抵は この様に なってる。
ingress: default deny/block
egress: default allow/pass
access network
ISP などの SP に直接つながる network のこと サービスの利用に必要
大別
地上アクセス
衛星と地上のアクセス
note: 衛星--衛星間で relay（中継）する ことも ある。
list
FTTH
disamb.
subnet vs network vs internet
subnet
network = subnet + hosts
internet = internetwork = network of networks
rel. subnet ∈ network ∈ internetwork
subnet of IP
ネットワークの IP address の host部分を さらに細分することを subnetting と言う。
subnet ⊂ network
vs. supernet
諸々の中継デバイス
属する層が違う
table:devices
repeater 物理層
hub 物理層
bridge data link 層
switch data link 層
router network 層
gateway transport 層
gateway application 層
traffic management vs congestion control vs flow control
traffic management
network wide management
congestion control
all the network and nodes are affected
対策: 送信速度を落とす。
flow control
point to point
対策: 送信速度を落とす。
ref.