LANとインターネットの基礎

要点と定義

有線LANでは、ケーブルなどの伝送媒体を通じて機器を接続します。通信の役割を考えるときは、どの階層の情報を扱う装置かを区別します。ブリッジやレイヤ2スイッチはデータリンク層でフレームを扱い、MACアドレスを手掛かりに転送します。これは過去の出題で扱った補足です。

回線速度は単位時間あたりに送れるビット数です。転送時間は、データ量をビットに直し、実効速度で割って求めます。回線の利用率が示される場合、実効速度は公称速度に利用率を掛けて見積もります。たとえば公称毎秒8メガビットの回線を75％使えるなら、実効速度は毎秒6メガビットです。十進換算で15メガバイトは120メガビットなので、追加遅延がなければ転送時間は120÷6＝20秒です。

インターネットでは、IPアドレスのネットワーク部が所属するネットワークを、ホスト部がその中の機器を識別します。サブネットマスクは両者の境界を表します。マスクとIPアドレスをビット単位で比較すれば、ネットワークアドレスを求められます。たとえば第3オクテットのマスクが248なら、ネットワークの境界は8刻みです。第3オクテットが91のアドレスは、88から始まる範囲に属します。これは過去の出題で扱った補足です。

通常のIPv4サブネットでブロードキャストアドレスを求めるときは、ネットワーク部を保ち、ホスト部をすべて1にします。ビット演算では、サブネットマスクを反転した値とIPアドレスの論理和を取ります。たとえば192.0.2.70/26なら、ホスト部をすべて1にしたアドレスは192.0.2.127です。この方法はブロードキャストアドレスを使うサブネットを前提とし、/31などにはそのまま当てはまりません。過去の出題で扱った補足です。

適用条件と例

ネットワーク機器の機能は、扱う情報と役割で見分けます。ブリッジやレイヤ2スイッチはフレームを中継します。ルータはIPパケットをネットワーク間で転送します。リピータは信号を再生します。こうした階層と対象の違いは、装置の役割を判断するときの手掛かりです。過去の出題で扱った補足です。

サブネットの範囲はマスクの境界から確かめます。第3オクテットのマスクが248なら、境界は0、8、16……と8ずつ進みます。第3オクテットが91なら、88以上96未満の範囲に入り、ネットワーク部の値は88です。ホスト部の値を残したままネットワークアドレスと取り違えないよう、境界値に直します。過去の出題で扱った補足です。

SDNは、データを転送する機能と、転送規則などを決める制御機能を論理的に分け、ソフトウェアのコントローラからネットワーク機器を集中制御する考え方です。仮想化だけ、または機器のソフトウェアをOSSにするだけでは、この特徴を説明したことになりません。過去の出題で扱った補足です。

NFVは、ネットワーク機能を専用機器に固定せず、仮想化技術で汎用サーバ上のソフトウェアとして実現する考え方です。SDNが制御と転送の役割分担に着目するのに対し、NFVはネットワーク機能の実現方法に着目します。過去の出題で扱った補足です。

スイッチ間にループがあると、フレームが繰り返し転送されて大量に複製され、通信を圧迫することがあります。単に接続端末が多いことや、ブロードキャストフレームが一度送られることだけで、ストームが起きたとは判断できません。過去の出題で扱った補足です。