PC初心者がよく遭遇するネットワーク・ＩＰアドレスなど基本の解説
ここでは、PCのネットワーク環境・IPアドレス及び初心者がつまずくポイントやトラブル解決などに特化し、これまで自身の体験や調べた範囲を下記に記載します。
ここでは、下記の悩みが解決できます。
・ネットワークの概略イメージ。
・IPアドレスとは。
・PCの運用面で初心者が躓くポイント。
をわかりやすく解説しています。
PCに苦手意識がある方でも、この記事を読むだけで
“PCのネットワーク基本構造と安全な使い方” が理解できるように構成しています。
参考にしていただけるとありがたいです。
またお問い合わせより意見など頂けるとありがたいです。
ＰＣ本体と入力・出力装置やソフトウェアの関係を一目でわかる図を作成しイメージの再認識を図りました。
初心者向けネットワークの基本構造
ネットワーク
私自身、なぜインターネットにつながっているのかなど仕組みがわからず迷っていました。
上記を踏まえ、ネットワークの初心者の方でも、最低知っておいた方が良い概念と用語の解説を一部記載しました。
ネットワークの流れを知っておくと、どうしてインターネットやサーバーとの接続しているかなどイメージしやすくなりトラブル解決の役に立ちます。
参考にしていただけると幸いです。
- パブリックネットワーク：ホテルや屋外で利用。
- プライベートネットワーク：自宅やオフィスで利用。
※ 上記の違いはセキュリティが違うのみです。
OSI基本参照モデル
一般に通信を行うにもそれぞれ役割があり、一覧でわかると便利だと思い記載しました。
第7層（アプリケーション層）：メールやファイル転送に利用。SMTP、HTTPなど、通信が必要な 動作プログラム。（実際のアプリではない。）
第6層（プレゼンテーション層）：データの表現形式の変換及び規定をつかさどる。例）別々の言語で
会話する場合一旦共通語に変換し会話するなど。
第5層（セション層）：同期制御。アプリケーションとのデータ間のやり取りを管理する階層。
通信の開始、タイミング、送り方など。
第4層（トランスポート層）：品質、UDP（User Datagram Protocol：コネクションレスの通信プロトコル）通信の品質管理。ホスト間での送受信を定義する。
第3層（ネットワーク層）：中継。ルータ、L3スイッチ。ICMP（インターネット制御通知
）通信経路を特定する。
第2層（データリンク層）：高速かつ高品質な伝送。ブリッジ、スイッチングハブ（L2スイッチ）直接接続された機器までの通信を決める。例）データ破損のチェック機能あり。
第1層（物理層）：物理的な媒体の差を吸収する。リピータ、ハブ、０，１の変換（電圧：ON/OFF、光：点灯／消灯など）
ブリッジ（MACアドレスを見てネットワーク制御する。）
データリンク層でセグメント間（192.168.2.*の数字部分が同じ：ネットワーク部が違うと通信できない）の中継役。
ルータ（ＩＰアドレスを見てネットワーク制御する。）
ネットワーク層で異なるネットワークの中継機能（192.168.*.*の数字部分が同じ）を提供。
ユビキタスネットワーク
あらゆる場所で利用できるコンピュータネットワーク。「いつでも・どこでも・何でも・誰でも」ネットワークにつながる事により様々なサービスが提供され豊かなネットワーク社会を目指す。
CPUアーキテクチャーの種類
ここでは、よく「x86」や「x64」を見聞きしますが、聞きなれない方には「何のこと？」と疑問に思われると思いますので代表的な言葉を下記に解説しました。
参考にしていただけるとありがたいです。
x86：32bit
x64：64bit
ARM：Linux（ARMv7まで）
ARM64：Linux（ARMv8以降）
プロトコル（通信における規定）
IPスプーフィング：送信元IPアドレスを偽造して、IPパケットのなりすましを行う事。
IPマルチキャスト：ネットワーク内の特定された複数のホストにデータ送信に利用される。
これに対し「ブロードキャスト」は、ネットワーク内の全部のホストにデータ送信に利用される。
PPP(Point to Point Protocol)：2点間を接続するためのプロトコルとして使われる。
L2TP：PPP等のフレームをIPヘッダでカプセル化する事で、ルータを超えた複数の拠点間でフレームのやりとりを実現するトンネリングプロトコル。補足：暗号化の機能はない。
PPPoE(PPP over Eehernet)：上記をイーサーネット（LAN）上で実現するプロトコルです。OCSP(Online Certificate Status Protocol)：オンライン証明書状態プロトコル）：デジタル証明書が失効しているかをオンラインで確認できるプロトコル。デジタル証明書（デジタルの印鑑証明書）の失効情報を検証・確認できる。
CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)：PPP等で利用されるチャレンジレスポンス方式を採用した認証プロトコルです。
SNMP(Simple Network Management Protocol)：ネットワーク上の構成機器や障害時の情報収集を行う場合に使用されるネットワーク管理プロトコルです。
NTP(Network Time Protocol)：時刻同期プロトコルで、トランスポート層のUDPを使用しポート番号は123です。
ARP(Address Resolution Protocol)：IPアドレスからMACアドレスを得るプロトコル
RARP(Reverse Address Resolution Protocol)：MACアドレスからIPアドレスを得るプロトコル。
VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)：複数台のルータを束ねて冗長化するプロトコル。
RIP（Routing Information Protocol）：ゲイトウェア間のホップ数により経路を制御するプロトコル。
ICMP：pingで確認するときのプロトコル。他にもネットワークの配信エラー通知や送達エラーを通知する機能を提供している。
SMTP：メールを転送するためのプロトコル。受信にはPOP3やIMAPがある。
TLS：通信の暗号化、データの改ざん等統合的なセキュアプロトコル。トランスポート層。
IPsec：IPを拡張しセキュリティを高めたプロトコル。ネットワーク層。インターネットVPN（Virtual Private Network）で用いられる暗号化。AH（認証を担う：Authentication Header）、ESP（認証と暗号化を担う：Encapsulated Security Payload）の2つのプロトコルを含む。IPsecやSSL/TLS等の暗号化プロトコルが使用され、通信内容の機密性が確保される。Ipv6を利用した通信の暗号プロトコル。例）PCとサーバがIPv6を利用した通信をする場合ネットワーク層で暗号化される際に利用するプロトコルです。
SSH：公開暗号かぎを利用し遠隔地にあるPC（リモート接続など）と安全に通信するために利用される。
UDP（User Datagram Protocol）：インターネットで使われる通信プロトコルの一つで、TCPと同様にIPの上位層で動作します。TCPとは異なり、UDPはコネクションレス型（通信する相手を確認せず一方的に送信する方法です。）で、データの到達確認や順序制御を行わないため、高速な通信が可能です。そのため、途中でデータが抜け落ちても問題の少ない、音声や映像のストリーミング、オンラインゲームなど、リアルタイム性が求められるアプリケーションでよく使われます。
SOAP：分散システムやWebサービスにおいて、他のシステム上のサービスとXMLデータとメッセージをやり取りするための通信プロトコルです。
カプセル化：送信側でデータにヘッダを付けること。カプセル化されたデータをＰＤＵ（Protocol Data Unit）と呼ばれる。
メール送受信の概略
送信側では、ＯＳＩの上位層より下位層にデータが進み、ネットワークの中継器を経由し受信側ではＯＳＩの下位層から上位層にわたる。
（上位層でPDU化されたデータを下位層に受け渡すときはデータとなる。）
まとめ：ネットワークとは
私が思うには、情報機器や物などが網目のように接続され、情報共有している仕組みの事。
