情報処理系論
第7回
CNSの中身をのぞく
今日の内容
CNSとネットワーク技術
• CNSのネットワーク構成
• OSI7層モデル
• ネットワークを構築する技術と標
準化
–ITUとIEEEとJIS
–EthernetとFDDI
CNSのネットワーク構成
• メディアセンターを中心とした単
純なトポロジ
– ルータ,スイッチ,ハブなどの接続
機器
– 各ホスト(ccz??,zz???など)
– ケーブル
OSI7層モデル
• 実際の説明に入っていく前に,,,
標準化
• 標準化の大切さ
• 標準がないとどうなるのか
• 身近な例で標準の恩恵を受けているも
の
ITU
IEEE
JIS
CNSのネットワーク構成
物理層
• 光ファイバ
–シングルモードとマルチモード
–いろいろなコネクタ
• カテゴリ5UTP
(10Base-T,100Base-T)
UTPケーブルの話
• UTP:シールドなしツイストペア
– 8本の銅線で作られる
– 2本ずつより合わせてノイズを軽減
• コネクタ:RJ45モジュラージャック
– 電話のコネクタはRJ11モジュラージャック
• UTPケーブルは品質によってカテゴリ分けさ
れる
– カテゴリ3:10Mbps
– カテゴリ4:16Mbps
– カテゴリ5:100Mbps
光ファイバの話
• コアとクラッド
– コア
– クラッド
:超細いガラスの糸
:コアとは少し組成の違うガラス
コア
クラッド
コアを拡大
シングルモードファイバ
コ ア 直径 8 ~1 0 μ
光線経路 1 つ
最大距離 3 0 k m
光源
125μ
レ ーザー
マルチモードファイバ
コ ア 直径 5 0 μ
光線経路 複数
最大距離 2 k m
光源
125μ
発光ダ イ オ ード
ハブとスイッチ(Ethernet)
• ハブ(マルチポートリピータ)
– 一つのNICから送信されたデータを全NIC
へ複製して送信する物理層の機械
ハブとスイッチ (Ethernet)
• ハブ(マルチポートリピータ)は接続する全て
のNICに対して複製したデータを送信する
• スイッチは宛先NICを判断できる物理層の機
械
ハブ
スイッチ
ルータ
CNSのネットワーク構成
データリンク層
• FDDI
–トークンパッシング方式
• 10Base-T,100Base-T
–CSMA/CD方式
FDDI
最大通信帯域
1 0 0 Mbps
ア ク セス 方式
ト ーク ン パッ シ ン グ
最大フ レ ーム長 4 3 5 2 Bytes
最大総延長
2k m
最大接続数
500
CNSではバックボーンネットワークに利用されている.
FDDIに用いるケーブル
• 光ファイバ
– シングルモードファイバ
– マルチモードファイバ
• より対線を用いた場合
– TPDDI(Twisted Pair Distributed Data
Interface)
トポロジ
• 二重リング
– プライマリリングとセカンダリリング
• 各リング上をトークンが逆方向に巡回してい
る。
– DAS(Dual Attachment Station)
• 二重リングに接続するために、2本の足を持っ
た機器。(Aの足とBの足)
– DAC(Dual Attachment Consentrator)
• 二重リングに接続するために、2本の足を持っ
たコンセントレータ。
二重Ring
2重リング模式図
障害時模式図
FDDI二重リングは異なる方
向に周回する2つのリング
から構成されている。
断線などの障害時には別方
向2重リングが繋がる。
(WRAP)
2個所断線した場合はリン
グ自体が2つに分断する。
Ethernet
最大通信帯域
1 0 Mbps
アク セス方式
C S MA /CD
最大フ レ ーム長 1 5 1 8 Bytes
最大総延長
100m
最大接続数
1024
10Base-Tの例
CNSでは各教室で使われている.
10Base-T,100Base-Tの
話
• 1970年代に、Xerox PARCで開
発され、IEEE802.3の基礎となった。
• Xerox Ethernet Specification Ver.2は
IEEE802.3と実質的に互換
• 単にEthernetといえば、IEEE802.3も
含めたCSMA/CD方式のメディアアクセ
スを用いるネットワークをさす。
CSMA/CD
• Ethernetに共通した伝送方式
• Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection
– Carrier Sense
• 全てのステーションは送信前にバスが使用され
ていないことを確認する
– Multiple Access
• バスを複数のステーションが共有する
– Collision Detection
• 送信データの衝突を検知し、再送する。
衝突検出のしくみ
• 宛先NICにフレームを送信するには時間
がかかる
– キャリアをセンスできないかもしれない
– 衝突が起きるかもしれない
• 衝突の定義
– データを送信中に他からのデータを受信し
た場合これを衝突の発生とする
• 最小フレーム長を512ビットにして解決
衝突検出のしくみ
時間 T:ホストAからBへのフレーム送信に要する時間
時刻0: ホストAでフレーム送信開始
時刻Tの直前:ホストBでフレーム送信開始
[衝突が発生する]
時刻2T:ホストAがホストBからのフレームを受信
このとき、ホストAは送信を続けていないと衝突を検知でき
ない(衝突の定義より)。よって、最小パケット長は、送信
に時間2Tを要する長さの512ビットになる。
ホストA
ホストB
その他
• 以上のほかにCNSでは
– ダイアルアップ接続
– 無線LAN
などのネットワーク機器がある
• CNSのネットワーク構成は頻繁に変わ
るので,今日お話した情報はすぐに古
くなるかもしれません.
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