WEB公開版


         コンピュータネットワーク
            第5回授業
         LANの拡張と無線技術


           WEB公開版のため、
         内容は抜粋・修正してあります。
WEB公開版
              法政大学情報科学部
          2012年度コンピュータネットワーク
         2012年4月10日~2012年7月19日
 第1回 イントロダクション
 第2回 デジタル伝送技術
 第3回 誤り訂正と通信の信頼性
 第4回 イーサネットとデータリンクの仮想化
 第5回 LANの拡張と無線技術
 第6回 遠距離通信とインターネットへの接続
 第7回 後半授業の準備
 第8回 通信の種類とフロー制御の基本
 第9回 大規模ネットワークの構築と運用
 第10回 4種類のルーティング
 第11回 制御パケットとセッション層のネットワーク
 第12回 データグラムとストリームの処理
 第13回 インターネットのインフラストラクチャ
 第14回 ネットワークのモニタリングとチューニング
WEB公開版

    前回の話:LANのトポロジー
 • リングトポロジー
 中心のリングにトークンが
 まわっている。

 • スタートポロジー
 ハブやスイッチを中心につながる。

 • バストポロジー
 ノードは一本の線に
 ぶら下がる。

 無線LANはバストポロジー
WEB公開版 前回の復習:CSMA/CD 衝突を避ける
      Carrier Sense Multiple Access /
      Collision Detect




   衝突が発生したら、各ノードは、乱数時間待った後に再送
WEB公開版

   パケット(ネットワーク)の種類
 コントロール(制御)
 • 同期を取る
 • セッションを管理する
 • 衝突を避ける
                      プロトコル
 データ(情報)
 • テーブルを引く
 • メッセージ(言いたいこと)を送る
WEB公開版
          2種類のパケット
   あて先(コントロール)とメッセージ(データ)
WEB公開版

         プロトコルとは?




    受信側と送信側が同じ言語
     (文法)でしゃべること。
WEB公開版
         住所とプロトコルの例
WEB公開版




         LANの拡張
MACアドレスとIPアドレス                              WEB公開版
MACアドレス:物理アドレス IPアドレス:論理アドレス

                                    MACアドレス?
                                    データリンク層

                                       IPアドレス?
                                       ネットワーク層




                        eth0     Link encap:Ethernet
                        HWaddr 00:27:13:66:CF:2A
                         inet addr:192.168.3.100
                        Bcast:192.168.3.255
                        Mask:255.255.255.0
WEB公開版   OSI参照モデルとIPパケットと
         MACアドレス
                      ネットワーク層
                  IPアドレス(論理アドレス)で
                       通信する。




                          スイッチ、ルータ
                          はIPとMACの
                          対応付けをする!



                      データリンク層
                  MACアドレス(物理アドレス)で
                       通信する。
WEB公開版
          リピータ
   IPとMACの対応表をもっていない




         信号を全部のポートに   あ、私だ!
おーい
           無差別に送る
WEB公開版
         スイッチ
WEB公開版         ルータ




   リピータ、スイッチ:パケットを中継・転送する。
   ルータ:パケットの一部を書き換える。
WEB公開版

     ブリッジとスイッチの違い




             スイッチは有線でないとできません。
WEB公開版




         短距離無線
WEB公開版
         OFDMの説明をします。
            WiMAXの規格・
                        IEEE 802.16作業部会と
              仕様・内容
                        業界団体のWiMAX Forum
                        により規格標準化

                        IEEE 802.16e
                        最長伝送距離:1~3km
                        最大伝送速度:最大21Mbps
                        (20MHz帯時) ベストエフォート方
                        式(QoS実装可)

                        変調方式:
                        OFDM/OFDMA/SOFDMA/QPSK/
                        16QAM/64QAM
                        全二重通信実装方式:TDD/FDD
                        (半二重も可)

                        使用周波数帯:6GHz以下
                        (2.5/3.5/5.8GHz帯を推奨)
WEB公開版
         多重化と誤り訂正を兼ねるCDMA




     TDM(時分割)
                     CDM(符号分割)




     FDM(周波数分割)
WEB公開版

         OFDMとFDM
WEB公開版               符号が細かくなる
         OFDMとCDMA




                        符号が粗くなる
OFDMを
もう少し細かく書くと。。




               WEB公開版
WEB公開版

         シンボル間干渉
WEB公開版
         シンボル間干渉対策
          – Dark and Long
WEB公開版
     シンボル間干渉対策
  帯域を広げてビットを伸ばす (UWB)
WEB公開版

  矩形波(ノコギリ波)のフーリエ変換
WEB公開版
             OFDM まとめ
 マルチパスフェー               フーリエ変換により
 ジング対策のため、              直交成分を抜き出
 情報を細かく分け                 して多重化
  てパラレル変換
WEB公開版




         無線LAN
WEB公開版

         無線ネットワークの分類
 • アドホックネットワーク
 近距離で、デバイスやコンピュータが直接つな
 がる。

 • アクセスポイントネットワーク
 複数の端末やコンピュータが1つのアクセスポ
 イントにぶら下がる。
WEB公開版
 無線の場合:CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance




                     無線
                     LAN
                     端末



                                                   こちら(端末)側から
                                                     通信できる。




                                                  アクセスポイントから
                                                  許可(ACK)が来ない
                                                  限り通信できない!
端末Aはバックオフを3を消費しているので、   無線LAN CSMA/CA(続)
   残りの4を待てば送信できる。
                             端末Aは先ほど送信
                             したので、バックオフ
                               は7に戻る。




                         端末Bは先ほど送信できな
                         かったが、バックオフを5消
        各端末には            費しているので、2まてば送
  バックオフが7つ割り当てられている          信できる。
WEB公開版
         隠れ端末問題




              端末Bは端末Aの送信Aが
                     見えない。
             → Carrier Senseができない。
WEB公開版
         隠れ端末対策:NAV




                               端末Bから
                               は端末Aの
                                送信が
                               見えない。




                      端末Bは基地局からのCTS
                      は見える(受信できる)ので、
                       NAVの間は送信しない。

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法政大学情報科学部 2012年度コンピュータネットワーク-第5回授業-Web公開用

  • 1. WEB公開版 コンピュータネットワーク 第5回授業 LANの拡張と無線技術 WEB公開版のため、 内容は抜粋・修正してあります。
  • 2. WEB公開版 法政大学情報科学部 2012年度コンピュータネットワーク 2012年4月10日~2012年7月19日 第1回 イントロダクション 第2回 デジタル伝送技術 第3回 誤り訂正と通信の信頼性 第4回 イーサネットとデータリンクの仮想化 第5回 LANの拡張と無線技術 第6回 遠距離通信とインターネットへの接続 第7回 後半授業の準備 第8回 通信の種類とフロー制御の基本 第9回 大規模ネットワークの構築と運用 第10回 4種類のルーティング 第11回 制御パケットとセッション層のネットワーク 第12回 データグラムとストリームの処理 第13回 インターネットのインフラストラクチャ 第14回 ネットワークのモニタリングとチューニング
  • 3. WEB公開版 前回の話:LANのトポロジー • リングトポロジー 中心のリングにトークンが まわっている。 • スタートポロジー ハブやスイッチを中心につながる。 • バストポロジー ノードは一本の線に ぶら下がる。 無線LANはバストポロジー
  • 4. WEB公開版 前回の復習:CSMA/CD 衝突を避ける Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect 衝突が発生したら、各ノードは、乱数時間待った後に再送
  • 5. WEB公開版 パケット(ネットワーク)の種類 コントロール(制御) • 同期を取る • セッションを管理する • 衝突を避ける プロトコル データ(情報) • テーブルを引く • メッセージ(言いたいこと)を送る
  • 6. WEB公開版 2種類のパケット あて先(コントロール)とメッセージ(データ)
  • 7. WEB公開版 プロトコルとは? 受信側と送信側が同じ言語 (文法)でしゃべること。
  • 8. WEB公開版 住所とプロトコルの例
  • 9. WEB公開版 LANの拡張
  • 10. MACアドレスとIPアドレス WEB公開版 MACアドレス:物理アドレス IPアドレス:論理アドレス MACアドレス? データリンク層 IPアドレス? ネットワーク層 eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:27:13:66:CF:2A inet addr:192.168.3.100 Bcast:192.168.3.255 Mask:255.255.255.0
  • 11. WEB公開版 OSI参照モデルとIPパケットと MACアドレス ネットワーク層 IPアドレス(論理アドレス)で 通信する。 スイッチ、ルータ はIPとMACの 対応付けをする! データリンク層 MACアドレス(物理アドレス)で 通信する。
  • 12. WEB公開版 リピータ IPとMACの対応表をもっていない 信号を全部のポートに あ、私だ! おーい 無差別に送る
  • 13. WEB公開版 スイッチ
  • 14. WEB公開版 ルータ リピータ、スイッチ:パケットを中継・転送する。 ルータ:パケットの一部を書き換える。
  • 15. WEB公開版 ブリッジとスイッチの違い スイッチは有線でないとできません。
  • 16. WEB公開版 短距離無線
  • 17. WEB公開版 OFDMの説明をします。 WiMAXの規格・ IEEE 802.16作業部会と 仕様・内容 業界団体のWiMAX Forum により規格標準化 IEEE 802.16e 最長伝送距離:1~3km 最大伝送速度:最大21Mbps (20MHz帯時) ベストエフォート方 式(QoS実装可) 変調方式: OFDM/OFDMA/SOFDMA/QPSK/ 16QAM/64QAM 全二重通信実装方式:TDD/FDD (半二重も可) 使用周波数帯:6GHz以下 (2.5/3.5/5.8GHz帯を推奨)
  • 18. WEB公開版 多重化と誤り訂正を兼ねるCDMA TDM(時分割) CDM(符号分割) FDM(周波数分割)
  • 19. WEB公開版 OFDMとFDM
  • 20. WEB公開版 符号が細かくなる OFDMとCDMA 符号が粗くなる
  • 22. WEB公開版 シンボル間干渉
  • 23. WEB公開版 シンボル間干渉対策 – Dark and Long
  • 24. WEB公開版 シンボル間干渉対策 帯域を広げてビットを伸ばす (UWB)
  • 26. WEB公開版 OFDM まとめ マルチパスフェー フーリエ変換により ジング対策のため、 直交成分を抜き出 情報を細かく分け して多重化 てパラレル変換
  • 27. WEB公開版 無線LAN
  • 28. WEB公開版 無線ネットワークの分類 • アドホックネットワーク 近距離で、デバイスやコンピュータが直接つな がる。 • アクセスポイントネットワーク 複数の端末やコンピュータが1つのアクセスポ イントにぶら下がる。
  • 29. WEB公開版 無線の場合:CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 無線 LAN 端末 こちら(端末)側から 通信できる。 アクセスポイントから 許可(ACK)が来ない 限り通信できない!
  • 30. 端末Aはバックオフを3を消費しているので、 無線LAN CSMA/CA(続) 残りの4を待てば送信できる。 端末Aは先ほど送信 したので、バックオフ は7に戻る。 端末Bは先ほど送信できな かったが、バックオフを5消 各端末には 費しているので、2まてば送 バックオフが7つ割り当てられている 信できる。
  • 31. WEB公開版 隠れ端末問題 端末Bは端末Aの送信Aが 見えない。 → Carrier Senseができない。
  • 32. WEB公開版 隠れ端末対策:NAV 端末Bから は端末Aの 送信が 見えない。 端末Bは基地局からのCTS は見える(受信できる)ので、 NAVの間は送信しない。