ネットワークの仕組み
スマートフォンで動画を見たり、友達にメッセージを送ったりできるのは、世界中のコンピュータが「ネットワーク」でつながっているからです。この講義では、ネットワークの種類、機器の役割、そしてインターネットを支える「パケット交換」という重要な仕組みを学びます。
LANとWAN、そしてインターネット
家庭や学校など限られた範囲のネットワークをLAN（Local Area Network）、離れた地点のLANどうしを通信回線で結んだ広域のネットワークをWAN（Wide Area Network）と呼びます。そして、世界中のネットワークどうしを相互接続した巨大な「ネットワークのネットワーク」がインターネットです。家庭からはISP（インターネットサービスプロバイダ）と契約してインターネットに接続します。
ネットワークをつなぐ機器
・ハブ：LAN内で複数の機器をケーブルでつなぐ集線装置。
・ルータ：異なるネットワークどうしを中継し、データの経路選択（ルーティング）を行う装置。家庭のLANとインターネットの出入口になります。
・アクセスポイント：Wi-Fi（無線LAN）で機器を電波で接続する装置。
クライアントサーバ方式とピアツーピア方式
ネットワーク上のコンピュータの役割分担には2つの形があります。クライアントサーバ方式は、サービスを提供するサーバと、サービスを要求するクライアントに役割を分ける方式で、Webサイトやメールなど多くのサービスがこの形です。一方ピアツーピア（P2P）方式は、専用サーバを置かず、コンピュータどうしが対等な立場で直接通信する方式です。
回線交換方式とパケット交換方式
かつての固定電話は、通話中に相手までの回線を独占する回線交換方式でした。これに対しインターネットはパケット交換方式を採用しています。データをパケットと呼ばれる小さな単位に分割し、それぞれに宛先や順序番号などのヘッダを付けて送り、受信側で元の順に組み立て直します。
パケット交換方式の利点は、①1本の回線を複数の通信で共有でき、回線の利用効率が高いこと、②一部の経路が故障しても別経路で迂回でき、障害に強いこと、③エラーが起きても失われたパケットだけ再送すればよいことです。
- LAN＝構内ネットワーク、WAN＝広域ネットワーク、インターネット＝ネットワークの相互接続網。
- ルータは異なるネットワークを中継し経路選択を行う。ハブはLAN内の集線装置。
- クライアントサーバ方式は役割分担型、P2P方式は対等型。
- パケット交換はデータを小分けにして送る方式。効率が高く、障害に強い。
練習問題
- LANとWANの違いを説明しなさい。
- ルータの役割を説明しなさい。
- パケット交換方式が回線交換方式より優れている点を2つ挙げなさい。
解答・解説
- 解答：LANは家庭・学校・オフィスなど限られた範囲内のネットワーク、WANは離れた地点のLANどうしを通信回線で結んだ広域のネットワーク。
解説：範囲の広さで区別する。インターネットは世界中のネットワークを相互接続したもの。 - 解答：異なるネットワークどうしを中継し、パケットの宛先を見て最適な経路を選択（ルーティング）して転送する。
解説：家庭ではLANとインターネットの出入口の役割を果たす。 - 解答：①回線を複数の通信で共有できるため利用効率が高い。②一部の経路に障害があっても別の経路で迂回でき、障害に強い。
解説：「失われたパケットだけ再送すればよいのでエラー処理が効率的」も正解。回線交換は通話中ずっと回線を独占してしまう。