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基本情報技術者試験 · 学習ガイド

LANと通信プロトコルの役割

LANとは

LANとは、同じ建物など限られた範囲のネットワークで、機器ごとに通信の役割を分けて転送します。

エルくんが抽象配送カードの外側MAC札を中継境界で交換し、内側IP宛先札を保つ図。
データリンクの区間と、ネットワークをまたぐ配送を分けます。ルータで区間が変わっても、相手のネットワークへ届けるためにIPを用います。

通信が届かないときは、宛先、経路、転送方法を分けて調べます。同じネットワーク内での配送と、別ネットワークへ送る処理は役割が異なります。

基本の仕組み

基本の仕組みの図解。左のネットワークと右のネットワークを仕切りで分け、中央にルータを置く。左からルータへ向かう矢印に「IPアドレス」、ルータの脇に「経路表」、ルータから右へ向かう矢印に「転送」を付ける。
覚えること:ルータはIPと経路表で網間転送

無線LANでは送信前に媒体が空いているかを確認し、待ち時間などを使って衝突を避けます。CSMA/CAは衝突を完全にゼロにする保証ではなく、確認応答や再送も組み合わせる方式です。

同じLAN内の転送ではMACアドレスを扱い、ルータはIPアドレスと経路表を基にネットワーク間へ転送します。TCPは接続管理、順序制御、再送等を行い、UDPはそれらを必須としない軽量な転送を提供します。

動画や音声でUDPが使われることがあっても、アプリ全体に損失対策がないとは限りません。DNSは名前を調べる仕組みで暗号化そのものではなく、TLSは通信の保護を担います。一つの用語で通信の全機能を説明しないようにします。

LAN内外の通信

LAN内外の通信の図解。左に同一LAN内の端末とスイッチ、右に別のネットワークを置き、中央のルータを境界にする。同一LAN内の転送はスイッチへ向かう矢印に「MACアドレス」、ネットワーク間の中継はルータを通る矢印に「IPアドレス」と付ける。
覚えること:LAN内はMAC、網間はIPで転送

スイッチはMACアドレスで同一LAN内を転送し、ルータはIPアドレスでネットワーク間を中継します。ARPはIPからLAN内のMACアドレスを調べ、DHCPはアドレス等を自動設定し、DNSは名前を解決します。HTTPSはHTTPをTLSで保護します。

有線LANで使われてきたCSMA/CDは、送信中に衝突を検出したら送信を止め、ランダムな時間待って再送します。衝突の検出が難しい無線LANでは、衝突を避けるCSMA/CAを使います。

LAN内外の通信
装置・方式主な役割
スイッチLAN内の転送
ルータネットワーク間の転送
ARPIPアドレスからMACアドレスを調べる
DHCP自動設定
DNS名前解決
CSMA/CD有線LANで衝突を検出して再送
CSMA/CA無線LANで送信前の待機により衝突を回避

試験に出る

  • CSMA/CAは送信前の確認と待機で衝突を避ける方式。
  • 同じLAN内はMACアドレス、ネットワーク間はルータがIPアドレスと経路表で転送すること。
  • TCPは接続管理・順序制御・再送を行い、UDPは軽量な転送を提供すること。
  • DNSは名前を調べる仕組みで暗号化ではなく、TLSが通信を保護すること。
  • CSMA/CAは衝突を検出してからだけ再送する方式ではないこと。

重要な言葉

CSMA/CA
送信前に媒体を確認し、待機で衝突を避ける無線LANの方式。
MACアドレス
同じLAN内で機器を識別するアドレス。
ルータ
IPアドレスと経路表を基にネットワーク間へ転送する機器。
TLS
通信を暗号化して保護するプロトコル。

確認問題

確かめようCSMA/CAは衝突を検出してからだけ送信をやり直す方式?

いいえ。送信前の確認や待機により衝突回避を図ります。

CSMA/CAは、衝突を検出してから送信をやり直す方式である。

同じLAN内の転送ではMACアドレスを扱う。

同じLAN内で機器を識別するアドレスは?

送信前に媒体を確認して衝突を避ける無線LANの方式は?

通信が届かないときは、、、転送方法を分けて調べます。同じネットワーク内での配送と、別ネットワークへ送る処理は役割が異なります。

無線LANでは送信前に媒体が空いているかを確認し、待ち時間などを使ってを避けます。は衝突を完全にゼロにする保証ではなく、確認応答や再送も組み合わせる方式です。

同じLAN内の転送ではを扱い、はIPアドレスと経路表を基にネットワーク間へ転送します。TCPは接続管理、順序制御、再送等を行い、UDPはそれらを必須としない軽量な転送を提供します。

動画や音声でが使われることがあっても、アプリ全体に損失対策がないとは限りません。DNSは名前を調べる仕組みで暗号化そのものではなく、は通信の保護を担います。一つの用語で通信の全機能を説明しないようにします。

出典・参考資料

試験の公式案内と、この記事の参考にした学習資料です。

編集:Pinternet Works · 更新日:

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