図解まるわかり ネットワークのしくみ

図解ですぐ理解できる!

『TCP/IPプロトコル』から、複雑な『ルーティング』手法まで、概ねビジネス用途向きに構成された、ネットワーク基礎概要を学ぶ為の参考書です。

左に解説、右に図解と必ずセットとなっているので、非常に分かりやすい構成になっています。文章だけではイメージが湧かない、図だけでは詳細が分からないといった不満を解消し、お互いを補完し合う形式になっています。

Gene (著)
翔泳社; 1版 (2018/9/21)、出典:出版社HP

はじめに

ネットワークは今ではとても身近なものになっています。
とりわけ、スマートフォンの普及が、ネットワークを身近なものにしました。ビジネスでもプライベートでも、年齢や性別を問わず数多くの人々がインターネットに接続して、さまざまなサービスを利用しています。
「そもそもネットワークのしくみってどうなっているんだろう?」
という好奇心を抱いている方も多くいるでしょう。そんな方の好奇心を満たして、ネットワーク技術へのさらなる興味をかきたてられることを願って、本書を執筆しています。
しかし、やみくもにわからない技術や用語を調べてみても、ネットワークでの通信は、いろんな技術を組み合わせて実現しているので、複雑に思えてしまうかもしれません。ネットワーク技術を理解するコツは、まず、しっかりと全体像を把握することだと私は考えます。
本書では、まず、普段利用しているネットワークの全体像を解説したうえで、ネットワークを構成するルータやレイヤ2スイッチといったネットワーク機器の動作のしくみなどを解説しています。本書で解説していることは、ネットワーク技術のほんの入口に過ぎません。本書を手にとって読んでくださったあなたが、さらに奥深いネットワーク技術へ興味を持っていただければ幸いです。
最後になりますが、本書は多くの方々のご尽力によって完成しました。携わってくださった方々にこの場を借りてお礼申し上げます。ありがとうございました。
2018年8月 Gene

Gene (著)
翔泳社; 1版 (2018/9/21)、出典:出版社HP

目次

会員特典について
はじめに

第1章 ネットワークのきほん ~ネットワークの全体像を理解しよう~
1-1 何のためにネットワークを利用する?
コンピュータネットワーク
1-2 誰が利用できるネットワークなのか?
プライベートネットワークとインターネット
1-3 社内ネットワークの構成
LAN、WAN
1-4 ネットワークのネットワーク
インターネット 1-5
1-5 データを送受信しているのは何?
アプリケーション、ピアツーピアアプリケーション
1-6 通信で利用する言語
ネットワークアーキテクチャ
1-7 サーバを運用・管理する
サーバ、クラウドサービス、オンプレミス
1-8 サーバのどの部分を使う?
クラウドサービスの分類 SaaS、PaaS、laas
やってみよう ネットワークの利用目的を考えよう

第2章 ネットワークをつくるもの ~ネットワークはどのようにできている?~
2-1 ネットワークの規模はそれぞれ異なる
クラウドのアイコン
2-2 ネットワークを構成するための機器
ネットワーク機器
2-3 ネットワークの具体的な構成
インタフェース(ポート)、リンク
2-4 ネットワークをつくる
LANの構築
2-5 どんなネットワークをつくりたいか?
ネットワークの設計
2-6 ネットワークの構成を把握しよう
ネットワーク構成図
やってみよう 利用しているネットワーク機器を調べよう

第3章 ネットワークの共通言語 TCP/IP ~ネットワークの共通ルール~
3-1 ネットワークの共通言語
TCP/IP
3-2 データを転送する役割を持つ階層
ネットワークインタフェース層とインターネット層
3-3 アプリケーションを動かすための準備をする階層
トランスポート層とアプリケーション層
3-4 データを送受信するときのルール
カプセル化
3-5 データを受信・転送するときのルール
TCP/IPを利用した通信
3-6 データの呼び方にはいろいろある
メッセージ、セグメント、パケット、フレーム
3-7 データを送り届ける
IP、IPパケット、ルーティング
3-8 通信相手は誰?
IPアドレス
3-9 宛先は1つ? それとも複数?
ユニキャスト、ブロードキャスト、マルチキャスト
3-10 IPアドレスの構成は大きく分けて2つ
ユニキャストIPアドレス
3-11 IPアドレスの範囲の区切りは?
サブネットマスク
3-12 ネットワークに接続するには2段階ある
IPアドレスの設定
3-13 インターネットで使うアドレスとプライベートネットワークで使うアドレス
グローバルアドレス、プライベートアドレス
3-14 プライベートネットワークからインターネットへの通信
NAT
3-15 データは宛先にきちんと届いているか?
ICMP
3-16 IPアドレスとMACアドレスを対応づける
ARP
3-17 ポート番号でアプリケーションへ振り分ける
ポート番号、ウェルノウンポート番号
3-18 確実にアプリケーションのデータを転送する
TCP
3-19 TCPでデータを分割する
シーケンス番号、ACK番号
3-20 アプリケーションへのデータの振り分けだけを行う
UDP
3-21 ネットワークの電話帳
名前解決、ホスト名、DNS
3-22 DNSでIPアドレスを自動的に求める
リソースレコード、DNSリゾルバ、再帰問い合わせ
3-23 必要な設定を自動化する
DHCP
やってみよう TCP/IPの設定を確認しよう

第4章 Webサイトを見るしくみ ~毎日見るWebサイトを理解しているか?~
4-1 Webサイトはどのようにできているか?
Webサイト
4-2 Webページをつくる
HTML
4-3 Webページの見た目を決める
スタイルシート
4-4 Webサイトのアドレス
URL
4-5 Webサイトのファイルをリクエストする
HTTP
4-6 Webサイトのファイルを転送する
HTTPレスポンス
4-7 Webサイトへアクセスしたことを覚えておく
HTTP Cookie
4-8 Webサイトへのアクセスを代わりに行う
プロキシサーバ
4-9 社員が見ているWebサイトを確認する
プロキシサーバの目的
4-10 WebブラウザはWebサイトを見るだけじゃない
Webアプリケーション
4-11 Webサイトを見るときの準備
Webアクセス時のアプリケーションとプロトコル
4-12 Webサイトを見るときの流れ
DNSの名前解決、HTTPリクエストとHTTPレスポンス
やってみよう Webページのソースを確認する

第5章 イーサネットと無線LAN ~まずは同じネットワーク内で転送する~
5-1 同じネットワーク内での転送を繰り返す
イーサネット、無線LAN(Wi-Fi)
5-2 データを転送するイーサネット
イーサネットの概要
5-3 イーサネットの規格
IEEE802委員会
5-4 インタフェースはどれ?
MACアドレス
5-5 一般的に使われるインタフェースとケーブルは?
RJ-45のインタフェースとUTPケーブル
5-6 データのフォーマット
イーサネットのフレームフォーマット
5-7 どのように接続するか?
トポロジ
5-8 データを送信するタイミングを制御
CSMA/CD
5-9 イーサネットのネットワークをつくる
レイヤ2スイッチ
5-10 レイヤ2スイッチの動作①
レイヤ2スイッチのデータ転送
5-11 レイヤ2スイッチの動作②
Unknownユニキャストフレーム、フラッディング
5-12 レイヤ2スイッチの動作③
イーサネットフレーム送信後のMACアドレステーブルへの登録
5-13 レイヤ2スイッチの動作④
イーサネットフレーム受信後のMACアドレステーブルへの登録
5-14 MACアドレステーブルの管理
MACアドレステーブル
5-15 データを送信しながら同時に受信
全二重通信
5-16 ケーブルなしで手軽にネットワークをつくる
無線LAN
5-17 無線LANにも規格がたくさん
IEEE802.11b/a/g/n/ac
5-18 無線LANにつなげる
アソシエーション
5-19 電波は使い回している
通信速度
5-20 衝突が起こらないようにデータを送信する
CSMA/CA
5-21 無線LANのセキュリティ
WAP2
やってみよう MACアドレスの確認をしよう

第6章 ルーティング ~遠くのネットワークまで送り届ける~
6-1 離れたネットワークにデータを届ける
ルーティング
6-2 ルータでネットワークにつなぐのに必要なアドレス設定
ネットワークの接続
6-3 データの転送先を決める
データ転送先の決定
6-4 次のルータへデータを転送する
次のルータへのデータ転送
6-5 最終的な宛先を確かめる
次のルータの処理
6-6 最終的な宛先へデータを届ける
最終的な宛先への転送
6-7 ルータが認識しているネットワークの情報
ルーティングテーブル
6-8 ルーティングテーブルの最も基本的な情報
直接接続
6-9 直接接続されていないルート情報を登録する方法
スタティックルート、ルーティングプロトコル
6-10 膨大なルート情報をまとめて登録する方法
ルート集約
6-11 ルート情報を究極にコンパクトにする方法
デフォルトルート
6-12 ルータとレイヤ2スイッチの機能を持つデータ転送機器
レイヤ3スイッチ
6-13 レイヤ2スイッチでネットワークを分割する
VLAN
6-14 VLANを使うメリット
VLAN利用のメリット
6-15 複数の接続線を1本にすっきりまとめる
タグVLAN、IEEE802.12
6-16 機器の追加や配線の変更をせずに、ネットワークを変える
VLANとタグVLAN
6-17 分割したネットワーク同士をつなぐ方法
VLAN間ルーティング
6-18 PCもルーティングテーブルを持っている
デフォルトゲートウェイ
やってみよう ルーティングテーブルの内容を確認しよう

第7章 ネットワークのセキュリティ技術 ~ネットワークを攻撃から守ろう~
7-1 アクセスするユーザや機器を制限する3つの方法
認証
7-2 データの盗聴を防止する方法
暗号化
7-3 1つの鍵でデータを管理する
共通鍵暗号方式
7-4 2つの鍵でデータを管理する
公開鍵暗号方式
7-5 鍵をかけたデータから、暗号化した相手を特定する
秘密鍵、RSA暗号、楕円曲線暗号
7-6 データをつくった相手を特定する
デジタル署名
7-7 暗号化に使う公開鍵は本物?
デジタル証明書
7-8 オンラインショッピングの安全性を確保する
SSL、ハイブリッド暗号
7-9 拠点間の通信を低コストで安全に行う
インターネットVPN
やってみよう デジタル証明書の確認をしてみよう

索引

Gene (著)
翔泳社; 1版 (2018/9/21)、出典:出版社HP