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IT担当者の必須知識が身につく 初級ネットワーク講座

第1回 通信ネットワークの仕組み

2007/11/05


 いよいよ本日、「初級ネットワーク講座」が開講する。ネットワーク技術に関する知識は、ITに携わるすべての人に求められる。ぜひこの講座で、その基礎知識を着実に身に着けてほしい。第1回のテーマは「通信ネットワークの仕組み」。コンピュータ同士がどのような仕組みで通信しているのか、そのためにどんな手順や約束事があるのかを学ぶ。そして、実際にやり取りされているデータをみることのできるパケットキャプチャツールを紹介する。さらに、情報系の資格試験問題の中から関連問題を掲載しているので、ぜひ挑戦してみてほしい。

通信ネットワーク

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通信ネットワークとは

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データ通信と通信ネットワークの違い

 コンピュータとコンピュータがコミュニケーションを図ることをデータ通信という。
 まず、コンピュータ同士ではいったいどのようにコミュニケーションしているのか、想像してみよう。人間であれば、例えばひとりが「おーい」という呼びかけをすると、それに対してもうひとりが「なんだい?」と返したりするわけだが、コンピュータもこんなふうに「会話」をしているのだろうか?
 例えば、いま、あなたはこの記事を見ている。ごく当たり前に思えることだが、実はあなたのパソコンは、世界中に何百万、何千万台とあるWebサーバの中から、キーマンズネットのWebサーバを選んでこのページを見ている。それは、あなたのパソコンとキーマンズネットのWebサーバが、いわば会話、つまりデータ通信をすることによって実現しているのだ。

 それでは、あなたのパソコンとキーマンズネットのWebサーバとの間には何があるのだろう?(図1)
 まずは、あなたのパソコンの側から見てみると、「LANケーブル」それとも「無線LAN」でどこかに繋がっているだろうか。その先に、「スイッチングハブ」があるかもしれない、そして「ルータ」。「ルータ」の先には、ADSLもしくは光ファイバ、電話回線などの通信回線があるだろう。さらにその先には、見たことはないが「インターネット」というとてつもなく大きなネットワークがあるようだ。
 でも、その先はわからない。わからなくても、キーマンズネットのWebサーバと会話しているのである。

図1 パソコンからキーマンズネットのWebサーバまでの間に何があるか
図1 パソコンからキーマンズネットのWebサーバまでの間に何があるか

 あなたのパソコンや、キーマンズネットのWebサーバのように、通信を行うコンピュータのことをノード、ノード同士の繋がりをリンクという。しかし、ノードとリンクだけでデータ通信は可能かというと、そうではない。ここで、もう1つの要素、コンピュータとコンピュータが会話をするための約束事が必要となる。

 人間の場合を考えてみるとわかりやすい。人間同士が会話をする際、例えばA君は日本人で日本語と英語を知っている。一方のB君はフランス人でフランス語と英語を知っている。この2人が、お互いに自分の国の言葉で会話しようとしたらどうなるだろうか?
 これでは、お互いに何を話しているのか理解できないため、A君とB君の間でコミュニケーションは成立しないので会話は続かず、図2の左側のような状態になってしまう。では、2人ともが知っている英語で会話をするとどうだろう?

図2 日本人A君とフランス人B君の会話
図2 日本人A君とフランス人B君の会話

 こうして2人が、共通言語である英語で話そうという約束事を決めることによって、図2の右側のように、A君とB君の間でコミュニケーションが成立し、会話を続けていくことができる。つまり、データ通信が実現するのである。このように、データ通信に至るまでの手順や過程のことをプロセスという。

 データ通信は1つのコンピュータと1つのコンピュータの意思疎通のことをさす。
 しかし、インターネットの世界では、世界中にある無数のコンピュータが接続し、複数のコンピュータ同士が同時に会話している。そういった全体的な枠組みのことを通信ネットワークという。

図3 データ通信と通信ネットワークの違い
図3 データ通信と通信ネットワークの違い

 通信ネットワークもまた、データ通信と同じようにノード、リンク、プロセスの3つの要素で成り立っている。

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