講習会に向けたメモ

ネットワーク講習会でなにやるか。MMA,ひいてはサークル棟のネットワーク管理者になれるレベルの知識をつけることを目標とする。

まだ妄想段階。順番結構テキトー。書いてみたけど実現できる気がしない。でも全部使ってるよなあ・・・。必要だよなあ・・・。

基礎知識

基本的な用語とか概念とかの解説。

コンピュータネットワークとは

相互に通信可能な複数のコンピュータと関連する機器からなる系。これの実現方法と応用について解説する予定です。

ノードとは

ネットワーク上のコンピュータや専用機器など,データを送受信したり中継したりする機器をノードといいます。コンピュータと言ってしまうと専用のルーターなどの機器が入るのか入らないのか微妙なためここではノードという用語を使います。

トポロジーとは

ネットワークの形態のこと。Wikipediaの記事が分かりやすい。http://ja.wikipedia.org/wiki/ネットワーク・トポロジー

プロトコルとは

通信時の取り決め。使う周波数はこの辺ねーとか使う文字コードはこれねーとかこの信号送ったら処理能力の限界まできてるからしばらく待ってねーとか。

手旗信号とかモールス符号とか考えると分かりやすいかな。

OSI Reference Model（OSI参照モデル）

例えばテキストファイルを送るプロトコルを作るとして、そのために電気信号やらエラーが起きたときの処理やら使用する文字コードやらを単一のプロトコルで決めてるといろいろと不都合が起きます。通信に使用する物理媒体が変わった（今まで有線でやってたけど今度から無線でやることに）とか、そもそも１からプロトコル全部作るの面倒くさくてやっとれんとか。

そんなわけで通信に必要な機能をいくつかのプロトコルに分けて決定することを考えるわけです。

ISO（International Organization for Standardization、国際標準化機構）とITU-Tが作った標準がOSI（Open Systems Interconnection）です。この標準が普及することはなかったのですが、モデルとしてよくできているのでコンピュータネットワークの解説でよく使われます。

OSI Reference Model（長いので以下OSI）では通信を７つのLayer（層）に分けて考えます。

• Application Layer
• Session Layer
• Presentation Layer
• Transport Layer
• Network Layer
• Data Link Layer
• Physical Layer（物理層）

下から順に第1層,第2層・・・ということもあります。

各層役割が分けられています。実際にはOSIは普及せず、TCP/IPというプロトコル群が普及しました。そんなわけで各層の機能については細かく覚えなくても構いません。ただネットワーク機器の名前に使われていたり日常会話でたまに使ったりするので大体何をするのかは知らないと困ることがあります。

TCP/IP

現在のインターネット（the Internet）で使用されているプロトコル群（プロトコルの集合）です。IETF（Internet Engineering Task Force）がRFC（Request for Comments）という形で標準化しています。OSIのように明確な階層モデルをとりません。

この講習の前半はTCP/IPについての講習です。

物理層の規格

TCP/IPはネットワークの物理的実装（OSIの物理層・データリンク層に位置する部分）に依存しないよう設計されています。そんなわけで物理的実装には別の規格がいくつかあります。その内Ethernet（IEEE802.3）とWi-Fi（IEEE802.11）についても解説します。

Ethernet

有線LANに使われているのは大体これです。 IEEE802.3で標準化されています。

ネットワークの管理に最低限必要な部分以外は解説しません。wikipediaに十分詳しい記事があります。http://ja.wikipedia.org/wiki/イーサネット

MACアドレス

各ネットワークインターフェースにはMACアドレスという全世界で一意なアドレスが割り当てられています。このアドレスをもとに通信が行われます。

インターフェースのMACアドレスを調べるにはifconfigコマンドを使用します。

出力のetherで始まっている部分がMACアドレスです。izの端末のEthernetインターフェースでは04:20:9a:40:a8:6bでした。

すべてのインターフェースについて調べることもできます。

ブロードキャストアドレス

ネットワークに接続しているインターフェースすべてを指す特殊なアドレスです。ff:ff:ff:ff:ff:ffがそれです。

ネットワーク全体にデータを送信するとき、相手のMACアドレスが分からないときに使用します。後述するARP、DHCPなどで使われます。

Ethernet Frame

Ethernetではデータをframeという単位でやりとりします。frameには同期信号（送られてくるデータのどこからどこまでが1frameか認識するための信号）、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、転送するデータ、エラー検知のためのデータが含まれています。

詳しくは http://ascii.jp/elem/000/000/427/427324 で解説されています。

Ethernetの各規格について

Ethernetというのは複数個ある規格の総称です。基本的な機能は同じですが、速度、通信形態（半二重通信か全二重通信か）などが異なります。適切な規格のものを選びましょう。詳しくはwikipedia見てください。

機器

Ethernetに関する機器で覚えておくべきこと

LANケーブル

複数個規格があることに留意してください。お使い頼まれたときに10BASE-Tのケーブル持ってったりしたら時と場合によっちゃ怒られます。

ハブ

スイッチングハブ

IP（Internet Protocol）

IPの機能はデータを特定のホストに届けることです。送信先ホストが別のネットワーク上にあるものでも送信可能です。これをEnd-to-Endの通信といいます。

OSIのネットワーク層に位置するプロトコルです。

Routing

End-to-Endの通信では相手が同一ネットワークにいるとは限らないため,相手まで通信を中継してもらう必要があります。ネットワークを越えてデータを中継するノードをRouterと呼びます。中継するノードを選択する作業をRoutingと呼びます。

End-to-End Principle

TCP/IPを設計するに当たって採用された原則です。要約するとネットワーク上の中継器は単に中継するだけで,通信エラーの検知やトラッフィク制御といった機能はすべて通信しているノードが行うというものです。

この原則に従い,IPではネットワークの制御やデータが届いたかどうか,届いたデータにエラーがないかの検知は行いません。こういった機能はTCPが備えています。

IPアドレス

Subnet Mask

CIDR

ARP

IPv6

ICMP

TCP（Transmission Control Protocol）

Port

Handshake

TCP Segment

UDP（User Datagram Protocol）

UDP Packet

Routing

サークル棟ネットワークとなると多分いるよなあ・・・

EGP（BGP）・IGP

• BGP4
• OSPF・RIP

あたりについてさらっと

gated

DNS

BIND

DHCP

Logging

Backup

Security

暗号方式

共通鍵

公開鍵

PKI

TLS（SSL）

Firewall

SSH

VLAN

VPN

World Wide Web

HTTP

Apache

Proxy・Reverse Proxy

EMail

プロトコル

SMTP

POP・IMAP

サーバーソフトウェア（Postfix or Sendmail）

どうもPostfixとSendmail両方つかってるっぽい？ できれば片方だけにしたい。

NFS

PXE

無線LAN（IEEE802.11）

File System

OS仮想化

jailとかLXCについて。さすがにXenはいらんだろ。 正直解説できる気がしない。