• 1.1.1 パケットとバケツリレー・モデル
• 1.1.2 プロトコル
• 1.1.3 IP
• 1.1.4 TCP
• 1.1.5 DNS
• 1.1.6 サーバとクライアント

複数のコンピュータがつながり合い，お互いに通信できる状態を``ネットワーク''といいます．ここではCNS やインターネットにおいて，ネットワーク通信を実現するさまざまな技術を説明します．

1.1.1 パケットとバケツリレー・モデル

ネットワーク通信では，データをそのまま送るのではなく，いくつもの小さなデータに分割して送信します．``パケット'' とは分割されたデータの1つ1つを指します．

ネットワークでは任意の2つのコンピュータが，直接接続されているとは限りません．そのためパケットはいくつものコンピュータを経由して目的のコンピュータまで運ばれます．このように，データは複数のコンピュータの共同作業によって運ばれていきます．このような通信の仕組みを，バケツリレーのようにデータを運ぶことから，``バケツリレー・モデル''ということがあります．

図 1.1:パケットの流れ

1.1.2 プロトコル

コンピュータ間で通信を行うためには，コンピュータ間に流れるデータに関して，一定の取り決めが必要です．プロトコルとは，コンピュータ間に流れるデータの取り決めのことを指します．

コンピュータとプロトコルの関係は，人間と言葉の関係に似ています．人間は言葉という共通の取り決めがなければ，他の人間と会話ができません．それと同じようにコンピュータも，プロトコルという共通の取り決めがなければ他のコンピュータと通信ができません．

ネットワークを支えるもっとも重要なプロトコルは，IP (Internet Protocol)とTCP(Transmission Control Protocol)です．この2つのプロトコルはネットワークの発展に非常に重要な役割を果たしてきました．次にこの2つのプロトコルを説明します．

1.1.3 IP

IPは，パケットを目的のコンピュータまで転送するための取り決めです．パケットを目的のコンピュータに転送するためには，ネットワーク上で1つ1 つのコンピュータを識別できる必要があります．そのためコンピュータには識別番号が与えられています．これを``IPアドレス''と呼びます．IPアドレスはインターネットの「住所」に当たり``133.27.4.212''のように4つの数値をドット(`.')で区切って表します．

ネットワークでは，パケットはバケツリレーのようにしてIPアドレスで指定されたコンピュータまで運ばれます．1つ1つのコンピュータはパケットを受け取ると，適切なコンピュータにそのパケットを転送します．最終的に，パケットは目的のコンピュータまで，複数のコンピュータを経由して転送されます．IPは，このようなパケットの転送処理を担っています．

しかし実際にはコンピュータの故障などにより，パケットが目的のコンピュータに届かないことがあります．IPはパケットが目的のコンピュータに届くことを保証していません．このような意味で，IPは「信頼性のない」プロトコルであるといわれます．

次に説明するTCPは，このIPを利用して「信頼性のある」通信を確立するためのプロトコルです．

1.1.4 TCP

TCPはIPの機能を利用して，2つのコンピュータ間で信頼性のある通信を行うためのプロトコルです．TCPはパケットが届かなかった場合は再びパケットを転送したり，応答のないコンピュータに対しては接続を切断したり，その他複雑な通信処理を担っています．

多くのネットワークアプリケーションはTCPが提供する通信機能を利用して，さまざまなサービスを提供しています．後で説明する電子メールもTCPの提供する機能を利用したサービスです．

1.1.5 DNS

インターネットの「住所」であるIPアドレスは，インターネット上のコンピュータを指定するのに必要です．しかし，IPアドレスは``133.27.4.212''のように人間にとって非常に覚えにくいものです．DNS (Domain Name System)はIPアドレスに対して，人間にとって覚えやすい名前を割り当てるシステムです．割り当てられた名前のことを``ドメイン名''と呼 びます．例えば，`133.27.4.212'というIPアドレスには，`www.sfc.keio.ac.jp'というドメイン名が割り当てられています．このようにして，インターネット上のコンピュータを指定する際には，ドメイン名を利用します．

ドメイン名は，`???.....第2レベルドメイン名.トップレベルドメイン名'のように，階層化された名前になっています．つまり`www.sfc.keio.ac.jp'は日本(jp)の大学機関(ac)である慶應(keio)のSFC(sfc)のwwwというホストを表しています．

トップレベルドメイン名には，ISO-3166で規定されている国名および地域の2文字コード(表1.1)の他，汎用トップレベルドメイン名(表1.2)と呼ばれる3文字以上のコードが使われます．

1.1.6 サーバとクライアント

ネットワークにおいて，あるサービスを提供する側のアプリケーションをサーバ，サービスを受ける側のアプリケーションをクライアントと呼びます．多くのネットワークの通信は，サービスを提供する側・受ける側に分けて考える，サーバ・クライアント型の通信を利用します．

図 1.2:サーバとクライアント

例えば，次で説明する電子メールのシステムは，電子メールサービスを提供するメールサーバと，そのサービスを利用するメールクライアントに分けられます．

最近では，サーバ・クライアント型の通信以外にも，ピア・ツー・ピア型と呼ばれる通信形態を利用したアプリケーションもあります．これはクライアントとサーバに明確に役割を分けずに，それぞれのアプリケーションがクライアントとサーバの両方の役割を担う通信形態です．

しかし，多くのネットワークアプリケーションがサーバ・クライアント型の通信形態を利用しています．