単位について

ネットワークの速度として、100Mbpsや１Gbpsなどの表記を使いましたが、これらの言葉について簡単に解説します。　

（１）ビットとバイト

ビット（bit)とは、データの最小の単位のことで、1ビットで0か1のどちらかを表現できます。また、2ビットであれば、00、01、10、11の4種類の値を表現できます。バイト（byte）という単位ですが、8ビットをまとめて1バイトといいます。鉛筆12本を1ダースと言うようなものです。たとえば、1000バイト＝8000ビットになります。　また、バイトの代わりに、８を意味するオクテットを使う場合もあります。

では、問題です。以下の単位はビットとバイトのどちらでしょうか
①PC上の200K（キロ）のファイルの単位は、200Kビット？200Kバイト？
②100M（メガ）のLANは100Mビット？100Mバイト？
実際に設定をみてみましょう。
file

ファイルはバイトです。

nic

LANはビットです。

（２）キロ、メガ、ギガ

　我々も日常的に使う単位に、K（キロ）、M（メガ）、G（ギガ）があります。Kは1,000倍（正確には2の10乗（＝1024）倍）、Mは1,0000,000倍（正確には2の20乗）倍、Gは1,000,0000,000倍（正確には2の30乗）倍です。　たとえば、1Gバイト＝1000Mバイト＝1000000Kバイトになります。　さらに大きな単位として、ギガの1000倍のT（テラ）や、テラの1000倍のP（ペタ）などが続きます。

（３）bps

bps（bits per second）は、通信速度を表す際に使われる単位です。そのフルスペルにあるように、1秒（second）ごと（per）に、どれだけのビット数（bits）を伝送できるかという意味です。つまり、1秒間の伝送量をビットで表したものがbpsという単位です。

WANの体系

以下の各レイヤにおける、WANのサービスを述べよ。
①レイヤ1
②レイヤ2
③レイヤ3

女性指差し

　

WANなので、専用線とか、広域イーサネットとか、そのあたりですね。
その通り。
①レイヤ1　※厳密にレイヤ1というべきかは微妙
　専用線、ISDN
②レイヤ2
　広域イーサネット
③レイヤ3
　IP-VPN、インターネットVPN

※パケット交換網、フレームリレー、ATMサービスは、今では使われないし、試験でも問われないので割愛。

情報処理試験で出題されるWANは、基本的に以下の３つ。
1)IP-VPN（NTTコムのIP-VPNサービスなど）
　キーワードはMPLS。MPLSにより、高速な通信と、グループ分けをしている。
2)広域イーサネット（NTT西のビジネスイーサなど）　
　キーワードはVLAN。タグVLANにより、異なる利用者をグループ化している。
3)インターネットVPN　
　キーワードはIPsec。上記の2つは月額費用がかなり高い。そこで、ベストエフォート回線を利用し、安価にネットワークを構築する。
　しかし、セキュリティのリスクがあるため、IPsecによって暗号化する。また、ネットワークの信頼性は上記の2つに比べると落ちる。

広域イーサネットやIP-VPNと比べてインターネットVPNの特徴
　■メリット
　　・安価
　　・広帯域
　■デメリット
　　・品質が安定しない
　　・セキュリティ面で不安がある　→IPsecで暗号化と認証
女性ほおづえ

1)IP-VPNと2)広域イーサネットの違いがいまいちわかりません。
試験では、両方のネットワークが出題されますが、どちらも同じで考えています。
両者の違いのイメージとしては
・IP-VPNは全国をルータ接続する。広域イーサネットは、狭いエリアを高速スイッチで接続する。
・IP-VPNはルータを使ってL3でルーティングするのに対し、広域イーサネットは、スイッチを使ってL2でスイッチングをする。

試験での構成図を見てもらうと、IP-VPNの場合、網に接続する機器はルータで、広域イーサネットの場合はL2スイッチになっていると思う。

現実のサービスとしては、料金や帯域の違い、通信できるプロトコルの違いなどがあったが、両者の違いは少なくなってきているのが現状である。

■専用線とIP-VPNの比較　※専用線と広域イーサネットの比較も同じ
専用線は、その企業で専用する回線ですが、IP-VPNは、通信網内は他社と設備を共用します。よって、専用線に比べて安価にネットワークを構築できます。
　また、多くの拠点でWANを構成する際、専用線接続に比べてネットワークを構築しやすいという利点もあります。専用線の場合、１対１での回線契約になるので、他拠点全てと接続すると、回線の契約本数が増えてしまうのです。

■参考
応用情報のシラバスには「通信サービス」として以下の記載がある。
シラバスは網羅的に記載があるので、全体像を理解するにはいい。しかし、試験での優先度が違うので注意が必要。たとえば、ATMと広域Ethernetは同列に書かれているが、前者は試験では全く問われず、後者は毎年のように登場する。

（5）通信サービス
代表的な通信サービスの種類，特徴，機能，利用条件，サービス選択上の留意事項を理解する。

【用語例】専用線サービス，回線交換サービス，パケット交換サービス，フレームリレー，セルリレー，ATM，IP 電話，ADSL，xDSL，FTTH，モバイル通信，衛星通信サービス，国際通信サービス，広域Ethernet，IP-VPN，ベストエフォート

アナログ電話、ISDN、ADSLの仕組みについて

・どれも同じ2Wの電話線（銅線）を利用する。
・電気信号を送受信してデータを流す。
・アナログ電話の場合、アナログで電気信号を送受信する。
つまり、1V　2V　3Vと電圧を変化させるとそのまま1V　2V　3Vとして受け取る。
・ISDNやADSLの場合、デジタル信号として送受信するので、5V以上は1、それ以外は0などと取り決めがあって、その変化をつかって010111というデジタル信号を送る。
・アナログもデジタルも利用している線も仕組みも基本的には一緒だが、上記の点が異なる。
・アナログは4kHzまで、ISDNは320kHzまで、ADSLはかなりの高周波数まで利用する。が、ISDNとADSLの周波数帯が一部重複するので、ノイズが発生する。

◆参考情報
f（周波数）＝v（速度）÷λ（波長）

アナログ電話線を使った全二重通信
AさんとBさんが縄を持ってます。両方から波を送れますか？
送れますよね。周波数（波長）を変えれば、干渉せずに両方から送れますね。
それと一緒で、アナログ電話線を使って、全二重通信はできます。
ただ、周波数（波長）が同じであれば、干渉します。きちんと伝えられません。

・アナログ電話
上りと下りで分けるほどの周波数帯が無いので、そのまま送受信してます。当然干渉します。でも、自分が送ったデータをマイナスして受信するので、相手の声もきちんと伝わります。

・ISDN
ピンポン伝送しています。卓球のピンポンと同様に、交互に送信ですね。
TCM（Time Compression Multiplexing)とも言うそうですがTDMですね。

・ADSL
上りと下りの周波数を分けているので、干渉しないですね。

・LAN
物理的な線を分けてます。12が送信36が受信です。SDM（空間分割多重）ですね。

広域イーサネット

社内LANがWANも含めて構成されていると思えばいいし、実際にそうである。
網内にもスイッチが存在する。

では、いくつか質問

Q１.同一セグメントで構成した場合、ブロードキャストパケットは届く？
A１.Yes　届きます。

Q2.通常のLANはイーサネットケーブルで構成されるが、広域イーサネット内は？
A2.光ケーブルで接続されます。拠点にはONU（場合によってはEAコンバータなど）からLANにつなぎます。

Q3.光ケーブルは遠くまで届くことはわかる。でも、LANということはイーサネット。伝送距離は100Mのはずだが？
A3.全て全二重通信にする。つまり、衝突検知（CSMA/CD）を行わないことで、長距離を可能にしている。

IP-VPN

IP-VPNサービスは，通信事業者が提供する拠点間接続のWANサービスです。広域イーサネットでは，レイヤ２レベルでの接続を可能にしましたが，IP-VPNでは，拠点間の接続にルータを設置し，レイヤ３レベルでの接続を可能にします。
また、インターネットVPNも，レイヤ３レベルでのサービスになります。

過去問（H30NW午後Ⅰ問3）に、IP-VPNについて整理されているので紹介します。

（i）IP-VPN
・IP-VPNは，通信事業者が運営する閉域IPネットワーク（以下，事業者閉域IP網という）を利用者のトラフィック交換に提供するサービスである。
・IP-VPNは，①事業者間域IP網内で複数の利用者のトラフィックを中継するのに，RFC 3031で規定された方式が用いられる。
・利用者のネットワークと事業者閉域IP網との接続点において，利用者が設置するCE（Customer Edge）ルータから送られたパケットは，通信事業者のPE（Provider Edge）ルータで[ 　ア:ラベル　]と呼ばれる短い固定長のタグ情報が付与される。
・事業者閉域IP網内では，②タグ情報を参照して中継され，[　ア:ラベル　]は対向側の[　イ：PEルータ　]で取り除かれる。

設問2　〔WAN構成の検討〕について，（1），（2）に答えよ。
（1）本文中の下線①について，IP-VPNサービス提供のために事業者閉域IP網内で用いられるパケット転送技術を答えよ。
（2）本文中の下線②について，事業者間域IP網内の利用者トラフィック中継処理において，タグ情報を利用する目的を，25字以内で述べよ。

(1)はMPLSです。
IP-VPNサービスのキーワードはMPLSとラベルの2つです。覚えておきましょう！

(2)は、「利用者ごとのトラフィックを区別するためです」。MPLSは高速な転送を実現しますが、今回の設問は「タグ情報を利用する目的」た問われています。

ISDN(Integrated Services Digital Network)

・過去問では、ISDNのチャンネル種別に出題があるので、以下で整理する。

【H18NW午前　問43】
ISDNのチャネル種別に関する記述のうち、適切なものはどれか。
ア　一次群速度インタフェース（23B+D)のBチャネルは、チャネル速度64kビット/秒で、ユーザ情報の転送だけに用いる。
イ　一次群速度インタフェース（23B+D)のDチャネルは、チャネル速度16kビット/秒で、ユーザ情報と呼制御用信号の転送に用いる。
ウ　基本インタフェース（2B+D)のBチャネルは、チャネル速度64kビット/秒で、呼制御用信号の転送だけに用いる。
エ　基本インタフェース（2B+D)のDチャネルは、チャネル速度16kビット/秒で、ユーザ情報の転送だけに用いる。

・ファントム給電：ISDN回線は、通常の電話回線と同様に給電している。よって、停電時でも通話ができる。この給電をファントム給電といい、420mVである。
ただ、DSUの電源が落ちていると駄目だと思う。

フレームリレー(FR:Frame Relay)

・過去問では、フレームリレーに関する説明として、「セルリレーの論理多重機能と同様に、1本の物理回線上で複数の相手との通信が可能である。(H19NW午前問 42)」と述べている。
・過去問では、DLCIの説明として、「フレームリレーにおける論理経路の識別子を示すもの(H16NW午前問 34)」と述べている。
・DLCI、CIRなどのキーワードがある。
・FRに関して書き出すとかなりの量になるが、今後は出題されないと思うので、あまり書くつもりはない。

WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）

・過去問ではWiMAXに関して、「広帯域無線アクセス技術の一つで、最大半径50kmの広範囲において最大75Mビット/秒の通信が可能であり、周波数帯域幅を1.25～20MHz使用するという特徴をもつ（H21春AP午前-問35）」と述べている。
・無線LANはせいぜい100m程度であるが、WiMAXは最大半径50kmというとんでもない距離をカバーする。また、無線LANは基本は屋内であるが、屋外での長距離利用という点で画期的である。よって、WiMAXはADSLや光ファイバーが届かないラストワンマイルのエリアに向いている。
・KDDI系のUQコミュニケーションがサービスを提供している。WiMAXの事業者は、電波を利用するので誰でもがなれるわけではない。競争の結果、KDDI系とウィルコムの2社に権利が与えられたが、ウィルコムは経営が行き詰まり、実質UQだけ。
・速度は魅力であるが、エリアのカバー率が悪く、同様の無線サービスとしてはイーモバイルには大きく水をあけられている。技術的には次世代とのつなぎ技術である。WiMAXで全国どこでもというサービスを提供するのではなく、世間で言われるように「ラストワンマイル」向けに活用されるのが良いかもしれない。
・IEEE802.16
・WiMAXも3.9Gの規格としてITUに認定された。

SIM（Subscriber Identity Module）とAPN

携帯電話にて、個別の番号を識別するもの。もともとヨーロッパにおいて、国間を移動するときに、カードを差し替えて利用できるようにしたものとか（ITホワイトボックスで見た）。
なのでSIMには、国番号も記録されている。
国番号-事業者番号-個別IDが基本的な構成。
3G携帯では、DocomoやSoftbankのW-CDMA方式とAUの方式では違うため、SIMも別であるから、SIMロック解除しても相互利用はできない。一方、LTEは方式が整うため、国の方針であるSIMロック解除がされれば、どの機種でもとりあえずは動くはずだ。

さて、過去問（H28秋NW午後Ⅰ問1）を見てみましょう。

〔LTE回線を用いたインターネット接続の検討〕
モバイルWi-Fiルータには，通信事業者が契約者を識別する情報が記録されている[　ウ：SIMカード　]が挿入されている。モバイルWi-Fiルータには，利用者IDやパスワードといった認証情報に加えて,LTE回線からインターネットのようなネットワークへのゲートウェイの指定を意味する，[　エ：APN　]の情報を設定する。
モバイルWi-Fiルータは，電源投入時に自動的にインターネット接続を開始し，グローバルIPアドレスが割り当てられる。タブレット端末がインターネット上のサーバと通信を行う際に，モバイルWi-Fiルータでは[　オ：NAPT　]によるIPアドレスとポ－ト番号の変換処理が行われる。

少し補足します。
LTEなどのモバイル接続において，契約者の識別に使うものは、SIM（subscriber identity module；加入者識別モジュール）カードです。ICカードを小さく切り取った形状です。モバイルWi-Fiルータやスマートフォンなどの機器に挿入して使います。

また、モバイルWi-Fiルータに設定する，ゲートウェイの設定項目の名称は、APN（Access Point Name；アクセスポイント名）です。一般的には接続先プロバイダのドメイン名を含む名称です。
以下はIIJの場合のAPNです。
https://www.iijmio.jp/service/manual/hdd/
ここにあるように、APNとして「iijmio.jp」を設定します。

以下は、モバイルＷｉＦｉルータにおける、ＡＰＮの設定画面です。
P1080573

ネットワークスペシャリスト - SE娘の剣 -

カテゴリ：7.リンク層（L1,L2） > 7.11 回線サービス