LANを構成するケーブルには、主に同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、光ファイバーケーブルがある。
テレビのアンテナ線などのように、中心に配置した内部導体を絶縁体で覆い、その周囲を外部導体、さらにその外側を保護被膜で覆ったケーブル。
ケーブルを切断した断面が、軸を中心とした円筒を入れ子にしたような形状に見えることから「同軸ケーブル」という名称がついた。昔はLANの基幹部分に使われてきたが、配線の作業性の悪さなどの問題から、今ではあまり使われなくなってきた。
[特徴]
雑音に強い
折り曲げに弱い、重い、設置が大変
細い銅線をポリエチレンで覆い、2本一組でより合わせたものを4組まとめたもの。
低価格で、敷設が容易であるため、現在のLANを構成する主流となっている。
ケーブルの両端はRJ-45と呼ばれるモジュラージャックが採用されており、抜き差しが容易になっている。
[特徴]
低価格、軽く折り曲げにも強く敷設が容易、着脱が容易
雑音に弱い
ケーブルの様子(図)
コンピュータの電気信号をレーザを使用して光信号に変換し、生成されたレーザ光を光ファイバーケーブルに通してデータの送受信をおこなう。
光ファイバーの様子
[特徴]
高速伝送が可能、ノイズに強い
折れやすいため、敷設に技術を要する。
ネットワークケーブルには、伝送できる通信速度が定められており、カテゴリーn（nは数字）で取り決められている。ネットワークを構築するときには、そのネットワークでの通信速度を考慮し、カテゴリーを決める必要がある。
伝送できる通信速度
カテゴリー3 カテゴリー5 カテゴリー6
物理的な制限(500m、1024台)と管理上の問題から、複数のLANを敷設する場合がある。
複数のLANをつなげるためにはLAN間接続機器が必要となる。
LANの伝送距離を延長する中継装置で、OSI参照モデルの物理層で動作する。
リピータの図
複数のLANをつなぐ橋の役割を果たす。OSI参照モデルのデータリンク層で動作し、相手先の送信ポートを決定し転送する。
伝送媒体やアクセス方法が異なるLANを相互に接続する機能を持つ
ブリッジの図
異なるネットワーク同士を相互接続するネットワーク機器、ルーティングテーブル(通信経路)に従って、データの宛先のネットワークまで中継する。OSI参照モデルのネットワーク層やトランスポート層の一部のプロトコルを解析して、どの経路を通して転送すべきかを判断する経路選択機能を持つ
ルータの図
異なるプロトコルのデータを相互に変換して通信を可能にする機器。OSI参照モデルの全階層において機能し、通信媒体や伝送方式の違いを吸収して異機種間の接続を可能とする。
ゲートウェイの図
スター型LANで使われる集線装置で、一般的にツイストペア―ケーブルで接続される。PCや機器に接続されたケーブルは、ハブに接続され、ハブを介して相互に通信できる。
イーサーネットではハブどうしを接続してネットワーク全体に接続できる台数を増やすことが出来る。これをカスケード接続という。
通常のハブはリピータとして働き、接続されているすべての端末に対してデータを送信する。
ネットワークの中継機器であるハブの1種で、リピータとして働くハブとは異なり、ブリッジとして働き、送信されたデータを解析して宛先を検出し、送り先の端末にだけデータを送信する。
ハブに比べ、ネットワーク全体の負荷が軽減し、セキュリティも向上する。
速度の違うネットワーク同士の接続にも使える。
現在、一般のオフィスや家庭などでPCを接続する代表的な例
有線ブロードバンドルータを用いて、インターネットに接続
各PCは、ブロードバンドルータのハブポートや情報コンセントに接続して、インターネットを利用
無線免許不要の無線通信を利用して、PCをワイヤレスでインターネットに接続する方法。
規格により最大転送速度が異なる。また、親機(ネットワークに接続され、子機に接続を提供する側)と子機(接続するPC側)の間で、同じ規格を用いないと接続することができない。
物理的に接続する有線LANと異なり、目に見えない無線を利用するため、セキュリティー対策が必要となる。
規格
規格名 使用周波数帯 最大伝送速度 備考 IEEE802.11b 2.4GHz帯 11Mbps 1999年策定。無線LAN市場のさきがけ IEEE802.11a 5.2GHz帯 54Mbps 1999年策定。 IEEE802.11g 2.4GHz帯 54Mbps 2003年策定。IEEE802.11bの上位互換 IEEE802.11n 2.4GHz/5GHz帯 65～600Mbps 2009年策定。 IEEE802.11ac 5GHz 290M～6.9Gbps 2014年策定。
セキュリティー対策
SSID(Service Set ID)
無線LANの接続するアクセスポイントを識別するためのID
認証方式・暗号化
無線LANによる通信を暗号化し、より安全に情報伝達を行うために、認証方式と暗号化を利用することが必要となっている。
WEP：無線LANの世界で最初に登場した暗号化方式であり、現在では解析が容易であるため使用が推奨されていない。
TKIP：暗号化キーを生成する乱数を24bitから48bitに強化した暗号化方式。解析には時間がかかるが解析することは可能なため、万全とはいえない。
AES：WEP脆弱性の原因の人るの暗号化方式を抜本的に見直した高度な暗号化方式で、現時点では解読方法が存在していないアメリカ政府が採用している暗号化方式。
WPA, WPA2：Wi-Fiの業界団体による認証プログラムであり、WEPに代わるものとして制定された。WPAを更に強固にしたWPA2がある。暗号化にはTKIPかAESを使用する。
無線LAN接続のためには、認証方式と暗号化方式と暗号キーを合わせる必要があり、これらが一致しないと接続することができない。
MACフィルタリング
ネットワーク機器固有のMACアドレスを用いて、あらかじめ許可した子機からのみの接続を許可する。
コンピュータどうしをつないで情報交換を行う場合、共通の約束事が必要となる。このような共通の約束事をプロトコル(通信規約)という。
1980年にISO(国際標準化機構)が定めた開放型システム間接続のプロトコルのことをOSI参照モデルという。
OSIのプロトコルは、階層化されており、どのようなシステムにも使えるように標準化されている。
各階層の独立性を高め、各階層の中身を変えても他の階層に影響がない仕組みになっている。
OSIは7層からなり、下位の層が上位の層に対してサービスを提供する形でネットワークを管理する。
プロトコルの図
プロトコルの模式図
第1層 物理層
隣接する装置にデータを忠実に伝送するための、電気的、物理的な条件に関する規約
接続ケーブル・コネクタの形状、電気信号の電圧、電気回路の整合条件
第2層 データリンク層
隣接する装置間で確実なデータ伝送を行うための規約
伝送単位ごとの順序制御、誤り検出、回復機能
第3層 ネットワーク層
一つまたは複数のネットワークを経由してデータを送受信するための規約
第4層 トランスポート層
通信網の違いを吸収し、端末間に高品質なデータ通信を成立させるための規約
第5層 セッション層
種々のアプリケーションを実現するのに必要な共通の転送機能を上位層に提供するための規約
第6層 プレゼンテーション層
転送データの表現形式の識別や解釈を行い、必要ならば表現形式を変換するための規約
第7層 アプリケーション(応用)層
利用者のプログラムがOSIの環境で実行できるようにし、利用者間の通信を可能とするための規約
第5層から第7層は送受信されるデータの処理に関する規約
リピーター、ブリッジ、ルータ、ゲートウェイのOSI参照モデルによる違い
リピータ、ブリッジの違いの図
