ネットワーク上でのデータの移動についての説明
データを共有する複数のデバイスがある場合、ネットワークが存在します。 前のユニットで確認したように、ネットワークはさまざまな物理パーツで構成されており、それらが連携して必要な場所にデータが確実に到達します。 ネットワーク上のこのデータ転送は、一般に TCP/IP と呼ばれる一式の通信プロトコルによって実現されます。 これは 2 つの主要なプロトコルにちなんで名前が付けられています。2 つのデバイス間の接続を処理する伝送制御プロトコル (TCP) と、ネットワーク間で情報をルーティングするインターネット プロトコル (IP) です。
地球上のあらゆるネットワークでは、毎秒データが共有され、移動されています。 このデータは、単純なメッセージから画像、さらには家庭にストリーム配信される映画まで、あらゆる形やサイズのものがあります。
データグラムまたはパケット
ネットワークは、デバイス間またはシステム間の通信を容易にするために存在します。 データはそのサイズにかかわらず、すべて小さな均一のチャンクに分割する必要があります。 これらのチャンクはデータグラムと呼ばれますが、より一般にはパケットとも呼ばれます。
たとえば、映画をデバイスにストリーミング配信したいとします。 関係するデータのサイズが膨大なので、ストリーミング サーバーから映画全体を一度に提供することはできません。 代わりに、映画は何十億ものパケットに分割されます。 各パケットには映画のごく一部が含まれており、それがデバイスに送信されます。 十分な数のパケットが受信されるまで、デバイスで映画を見始めることはできません。 バックグラウンドでは、サーバーからデバイスに対して、表示される直前のパケットの安定したストリームが継続して送信されます。 ネットワーク速度が遅くなると、パケットが時間内に到達しない可能性があります。 表示される画像がゆがんだり、ブロック状になったり、また音声にギャップが生じる可能性があります。
IP アドレス
友人に手紙を送るときは、まず手紙を書いてから封筒に入れます。 次に、封筒に友人の住所を書き込んで、それを投稿します。 その手紙は郵便局に回収され、さまざまな仕分け所を経て、最終的に届けられます。
ネットワークも同様に機能します。 メッセージは、封筒のようなパケットに格納されています。 そして、送信者と受信者のアドレスがパケットに追加されます。
インターネット プロトコル (IP) の主な機能は、ネットワーク上のすべてのデバイスを一意に識別できるようにすることです。 パケットをネットワーク経由で送信するには、送信先の IP アドレスと、送信元の IP アドレスを指定する必要があります。
現在、IP アドレスには IPv4 と IPv6 という 2 つの標準があります。 詳細はこのモジュールの範囲外になりますが、最も一般的な種類で、おそらくみなさんが使い慣れている IP アドレスは IPv4 です。 これは、127.100.0.1 など、ドットで区切られた 4 つの数字グループで構成されます。
DNS
ネットワーク上のすべてのデバイスに一意の IP アドレスが必要であるように、公開されているすべての Web サイトにも固有の IP アドレスがあります。 この IP アドレスを使って、お気に入りのオンライン ショップ、銀行、ストリーミング ビデオ サービスなどにアクセスできます。 ただし、利用できる Web サイトはあまりにも多いため、覚えるのは難しいことです。 代わりに、探しているサービスの名前をブラウザーに入力すると、目的の Web サイトにアクセスできます。 これはドメイン ネーム サービス (DNS) のおかげです。
DNS には、microsoft.com のような Web サイトの名前が格納されたテーブルが保持されています。これは、対応する IP アドレスにマップされています。 ブラウザーはこれを使用して、電話帳を使用して電話番号を検索するのとほぼ同じ方法で、実際の Web サイトを検索します。
デバイスがインターネットに接続するたびに、探している Web サイトの名前がローカルの DNS サーバーによって検索されます。 その DNS によってサイトが見つからない場合は、他の DNS サーバーが確認されます。 サイトが見つからないか要求がタイムアウトした場合、"DNS サーバーは応答していません" というエラー メッセージが表示されます。
ルーティング
IP アドレスがパケットに追加されると、ネットワーク経由で送信される準備が整います。 IP アドレスが自分のネットワーク上に存在する場合、パケットはデバイスに直接送信されます。 ただし、IP アドレスが自分のネットワークの外部にある場合は、ルーターを経由する必要があります。 ルーターとは、あるネットワークと別のネットワークを接続する物理的なデバイスです。
先ほどの手紙の例で言うと、もし友人がほんの数ブロック先に住んでいるとしたら、手渡しでメッセージを届けるかもしれません。 この友人はローカル ネットワーク内にいます。
しかし、友人が別の都市、国、地域に住んでいる場合は、手紙を投函して郵便局に届けてもらう必要があります。 この例では、郵便サービスはルーターです。 あなたのネットワークからメッセージを受け取り、友人のネットワークに配信するための最適なルートを見つけます。
ビデオ アニメーション
この 2 分間の短いビデオを見ると、友人との電話での会話から、メールのやりとりまで、日常のアクティビティによってネットワークがどのように形成されているかがわかります。 次に、メッセージがネットワーク経由で送信できるパケットに分割されるしくみを調べます。 最後に、メッセージの各パケットがインターネット経由でどのようにルーティングされ、受信者に届くかがわかります。