3章 データリンク
3章 データリンク
1
3.1 データリンクとは
4401086 村山 哲晴
3章 データリンク
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データリンクとは
通信媒体で直接的に接続されているコンピュータ間の通
信を可能にするプロコトル
→通信媒体
同軸ケーブル、光ファイバー、電波、赤外線 etc.
データリンク例
イーサネット、FDDI、電話回線上のPPP
データリンク=ネットワークの最小単位
→インターネット=データリンクの集合体
3章 データリンク
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Macアドレス
データリンクに接続しているノード(端末機
器)を識別するために利用
主にIEEE802.3で規格化されている
→48ビットの長さ
・3~24 ベンダ識別子
・25~48製造したカードごとに違う数字
・データリンクの種類によらずただ一つ
3章 データリンク
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媒介共有型のネットワーク
通信媒体を共有し、複数のノードで共有す
るネットワーク
→イーサネット・FDDI
データの送受信にMacアドレスが必要
同じ通信路を使ってのデータの送受信
→半二重通信(一方通行の通信)のため
通信の優先権の制御が必要
3章 データリンク
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媒介共有型のネットワーク
コンテンション方式(CMSA方式)
→データの送信権を早い者勝ちで通信路を奪
い取る方式
→データが同時に送られると衝突して壊れて
しまう、そのため回線混雑時には性能がおち
る
イーサネットではこれを改良したCSMA/CD方式
→衝突を早期に検出して素早く通信路を解放
3章 データリンク
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媒介共有型のネットワーク
トークンパッシング方式
→トークンと呼ばれるパッケットを巡回させ
て、トークンを持っているステーションが送
信権を持つことで通信を制御
→衝突が起きないこと、平等に送信権が
回ってくることが特徴
3章 データリンク
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媒介非共有型のネットワーク
ステーションはスイッチと呼ばれる装置と接続され、
スイッチがフレームを転送する
通信媒体を専有する
→多くの場合、全二重通信が可能
スイッチに高度な機能を持たせる
→仮想的なネットワークの構築・データ流量の制御
→故障すると接続された全PCの通信が不可能になる
3章 データリンク
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3.2 イーサネット
4401045 杉山崇則
3章 データリンク
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Ethernetの特徴
データリンク層のプロトコル
基本はバス型ネットワーク
制御の仕組みが単純
対応機器等が低価格
互換性と将来性を備えたデータリンク
3章 データリンク
10
Ethernetの構成
3章 データリンク
11
Ethernetの種類と特徴
3章 データリンク
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CSMA/CD方式による制御
1. 搬送波が流れていなければすべてのス
テーションはデータを送信してよい
2. 衝突が発生したかどうかを検出し、衝突
が発生した場合には送信をやり直す
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CSMA/CD方式の模式図
3章 データリンク
14
フレームフォーマット
3章 データリンク
15
主なEthernetのタイプフィールド割り当て
3章 データリンク
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3.3 FDDI (Fiber Distributed Data
Interface)
4401091 山本 博人
3章 データリンク
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FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
光ファイバーを使った高速のデータリンク
リング式(媒介共有型、二重リング:DAS)でコンピュー
タ間接続
アペンドトークン方式 → 輻輳に強い
3章 データリンク
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コンセントレータを用いた接続
3章 データリンク
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アペンドトークン方式
・ データの最後にトークンを付加
・ 複数のトークンを巡回させることが可能
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FDDIのフレームフォーマット
3章 データリンク
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3.4 ATM (Asynchronous Transfer
Mode)
4401091 山本 博人
3章 データリンク
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ATM (Asynchronous Transfer
Mode)
データをセル単位で処理するデータリンク、上
位層AALと共に利用
→大容量のデータを効率よく転送(動画な
ど)
媒介非共有型
→好きなときにデータのやりとり、輻輳に弱
い
コネクション指向
→シグナリングが必要
非同期多重方式(TDMの拡張利用)
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3章 データリンク
ATMでのパケットのセル化
最大192個のセルで1つのIPデータグラム
1つでもセルを失うと、すべて再送 →輻輳に
弱い
3章 データリンク
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ATMでのIPパケットの配送
3章 データリンク
25
非同期多重方式(TDMの拡張利
用)
3章 データリンク
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3.5 PPPとデータリンクプロトコル
3章 データリンク
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PPPとは
一対一で接続するもの。
PPPは純粋なデータリンク層
(通信はできない)

例
 電話回線、ISDN、専用回線、ATM回線など
3章 データリンク
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LCPとは
LCPとは上位層に依存しないプロトコル
コネクションの確立や切断
パケット長の設定
認証プロトコルの設定
通信品質の監視をするかの設定
3章 データリンク
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NCPとは
上位層に依存したプロトコル
3章 データリンク
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PPPのフレームフォーマットPPPoE
HDLCと呼ばれるプロトコルと同じ方式です。
(教科書の97ページを参照)
“01111110”を前後でフレームとして区
切る(フラグシーケンス)
PPPoEとはADSLやケーブルテレビなどによ
るインターネット接続サービスでは、イーサ
ネットを利用してPPPの提供するもの。
3章 データリンク
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データリンクプロトコル
3章 データリンク
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TOKEN RING
トークンパッシング型のLANとして開発され
たネットワーク
4Mbpsまたは16Mbpsのデータ速度を実
現
3章 データリンク
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100VG-AnyLAN
IEEE802.12で標準化されたもの
UTPケーブルで100Mbpsの速度を実現
3章 データリンク
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ファイバーチャンネル
高速なデータチャンネル
周辺機器を接続するバスに近い仕組み
133Mbpsから4Gbpsのデータの実現
3章 データリンク
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HIPPI
800Mbpsまたは1,6Gbpsの伝送速度
スーパーコンピュータと接続するため
3章 データリンク
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IEEE1394
AV機器を結ぶ家庭向けLAN
100から400Mbps
3章 データリンク
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IEEE802,11b
2,4GHz帯の電波を利用して通信する規
格
最大11Mbpsの速度で通信可能距離は3
0から50メートルです
CSMA/CAという技術を使用
3章 データリンク
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IEEE802.11a
IEEE802.11bと同じで5GHz帯で54Mbps
速度です。
方式がCSMA/CA方式です
IEEE802,11ではノートパソコンや大型なも
のに利用される
3章 データリンク
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BLUETHOOTH
IEEE802,11bと同じ電波で下りと上りの速
度が違います
BLUETHOOTHは携帯端末やPDAなど小
型電波容量に使用されている
3章 データリンク
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3.7 データリンク技術の変化
4401011 伊藤 正人
3章 データリンク
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スイッチング技術
通信媒体を共有する方式では、同時に1つ
のホストしかデータ送信できできないため、
通信性能が下がる
媒体非共有型で利用されていたスイッチ技
術が利用できる機器が登場
スイッチングハブ、イーサネットスイッチ
3章 データリンク
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イーサネットスイッチ
複数のポートを持っ
たブリッジで、各ポー
トごとにMACアドレス
の学習機能が付い
ている
3章 データリンク
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ループを検出するための技術
ブリッジでネットワークをループに接続する
と、フレームが永久に回り続け、ネットワー
クをメルトダウンさせてしまいます
スパニングツリー ソースルーティング
3章 データリンク
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ループのあるネットワーク
3章 データリンク
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スパニングツリー
各ブリッジがBPDUと呼ばれるパケットを交換し、通信
に使用するリンクと使用しないリンクを決定し制御す
る
3章 データリンク
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ソースルーティング
送信コンピュータがどのブリッジを経由して
フレームを流すかを決定し、フレームのRIF
に書き込み、RIF情報をもとに配送処理を
する
3章 データリンク
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VLAN(Virtual LAN)
ネットワークのトポロジー
を変更する時に、ネット
ワークの配線を変えるこ
となく、ネットワークの構
造を変えることができる
3章 データリンク
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VLANでのEthernetフレームフォーマット
3章 データリンク
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ダウンロード

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