ネットワークの概要 ~LAN・WAN・OSI参照モデル~

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ネットワークと言えば、まずTCP/IPのあたりを勉強しなければなりません。

でもいきなりそれを調べようとするとちょっとしんどいんですよね。

そのしんどさを緩和するために、まずはネットワークの概要について勉強してみましょう。

基本概念。コンピュータネットワークとは?

これは、コンピュータ同士がつながり、通信ができるようになっている状態のことを言います。

インターネットに繋がっていなくても、PCが2台あって、通信が取れる状態であれば、それは立派なコンピュータネットワークです。

家庭規模から大企業規模までありますが、コンピュータ同士が接続されていれば、大小関係なく「1つ」のネットワークとなります。

コンピュータ同士がつながると、データを直接転送したり、ある一つのPC内のデータを全員が参照することができます。

また、プリンタをネットワークに繋げば、全員で利用することができるのでとても便利なのです。

インターネットもコンピュータネットワーク?

インターネットも漠然とネットワークといいますが、もちろん世界中すべてのPCが「直接」繋がっているわけではないので、上記の「コンピュータネットワーク」とは違いますね。

コンピュータネットワークは、家庭規模のものから企業の規模まであるので、世界に無数にあることになります。それらが全部つながったものがインターネットです。

つまり、全世界のコンピュータネットワークの集合体がインターネットということになります。

コンピュータネットワーク内では直接PCとPCがつながっていますが、インターネットでは異なるコンピュータネットワーク間のPCはつながっていません。

では、あるPCが他のネットワークのPCに接触するためにはどうすればいいのか?その役割を果たすのが「ルータ」です。ルータがそれぞれのコンピュータネットワークをつなげています。

LANとWANから学ぶインターネットの始まり

LANとは、ローカルエリアネットワークの略で、例えば会社内のネットワークがそれに当たります。要するに上記のコンピュータネットワークのことです。通信ケーブルに「LANケーブル」とか使われていますが、あれを使ってLANが構成されています。

WANは、ワイドエリアネットワークです。言葉としてはローカルがワイドとなっただけですね。

これを例えるなら、本社と支店を結んだネットワークになります。簡単に言えば、LANとLANを結ぶとWANになると考えればOKです。

インターネットに繋がっていない状態でも、本社と支店間でデータのやりとりができます。場所が離れているので、通信ケーブルは別業者にレンタルしてる状態です。

さて、大体1980年以前ですが、会社は独自の方法でネットワークを構築していました。ですので、例えば企業が合併した場合、それぞれの間で通信ができなかったのです。その結果、ネットワークの構築を一からやりなおさなければなりませんでした。

ですが、それでは不便だということで、ネットワークの構築方法が統一されてきました。これにより、「インターネットワーク」というものが誕生しました。

インターネットではなく、様々な企業が相互に接続されたWANのネットワークと考えればいいでしょう。年月が流れるにつれ、このインターネットワークが世界規模になりました。そのようにして「インターネット」ができあがったというわけです。


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インターネットを実現するには、ネットワークの構築方法を世界で統一しなければなりません。なので、そこには構築方法のルールが必要です。そのルールのことを「TCP/IP」というわけです。そして、ルールのことを専門的な言葉で「プロトコル」といいます。

ネットワークの構築に、TCP/IPというプロトコルの利用を標準化したことで、インターネットが実現したわけです(TCP/IPの前身であるOSI参照モデルはこの次に解説)。

目を塞ぎたくなる?OSI参照モデルとは?

TCP/IPなどを調べていると絶対出てくるのがOSI参照モデル。第7層とかある、アレです。これは、TCP/IPの旧バージョンです。

OSI参照モデルとは、ISO(国際標準化機構)が1977に作ったものです。

先ほど、ネットワークの構築が企業間で違うから不便だと書きましたが、それを改善し、もっとネットワークを普及させようということで提案されました(ISOとOSIは文字が逆ですので、とりあえずそのように覚えておきましょう)。

ネットワークの構築方法を統一しよう!と言っても、どこから手をつけていいかわかりません。例えば、
・ケーブルとかの形は?
・コンピュータ同士どうやって通信するの?
・どんな経路を使って通信するの?
・どうやって確実に通信するの?
・通信の開始と終わりのタイミングは?
・画像や映像はどうやって圧縮するの?
・アプリケーション同士のやりとりはどうするの?
こんな問題がありました。

というわけで、ここにあげた7つの企画をまとめたのが、OSI参照モデルの1~7階層です。提案された5年後の、1982年に完成しました。

これによって、異なる企業間同士ネットワークにつながるようになりました。

それだけではなく「ケーブルはLANケーブル」と規格が統一されたので、大量生産によりケーブルが安くなったり、PCに備え付けるジャックなどハードの生産も統一されて、皆さん仕事がやりやすくなったというわけです。

何でOSIで7階層にわけたのか?

IPアドレスを学ぶ上で僕も最初の弊害になっていた「7階層」ですが、まずは理由を知って納得しておきましょう。

理由の1つは、「それぞれの階層で仕事する人が違う」ということ。ケーブルを作る人、ルータを作る人、圧縮方法を開発する人、皆さん仕事が違うので理解と作業がしやすかったということです。ケーブルを作る人は第1層のマニュアルだけ見ていればOK、ということですね。

理由の2つめは、「それぞれの階層が影響を及ぼし合わないから、問題の切り分けが楽になった」という点です。難しいのでちょっと説明します。

例えば、ケーブルの形の層とアプリケーションの層を一緒にしてしまった場合、「PC同士では大丈夫だが、電波を使う携帯からではアプリのデータがPCに送れない」という問題が起きてしまいます。

でも、電波であってもケーブルであっても、全く同じデータを送れるようにしとけばデータはちゃんと届きます。階層を分けることで、アプリ製作者は、データの通信方法に気を使う必要がなくなったってことです。

「アプリのデータは正常にできてるが、どうも無線だとうまくいかない様だ…」なんてときは、第一階層の人の問題だと特定できるわけです。

もし7階層が全部一緒だったら、通信ができないときに各作業員はどこが悪いのかがわからないので大変ですね。



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