初心者のためのITネットワーキング
初心者のための IT ネットワーキング: はじめに
この記事では、IT ネットワーキングの基本について説明します。 ネットワーク インフラストラクチャ、ネットワーク デバイス、ネットワーク サービスなどのトピックについて説明します。 この記事を読み終える頃には、IT ネットワーキングがどのように機能するかを十分に理解できているはずです。
コンピュータネットワークとは？
コンピュータ ネットワークとは、相互に接続されたコンピュータのグループです。 コンピュータ ネットワークの目的は、データとリソースを共有することです。 たとえば、コンピューター ネットワークを使用して、ファイル、プリンター、およびインターネット接続を共有できます。
コンピュータネットワークの種類
一般的なコンピュータ ネットワークには、次の 7 種類があります。
ローカル エリア ネットワーク (LAN): 家庭、オフィス、または学校などの狭い場所で相互に接続されているコンピューターのグループです。
ワイドエリアネットワーク（WAN）： WAN は、複数の建物や国にまたがる大規模なネットワークです。
ワイヤレス ローカル エリア ネットワーク (WLAN): WLAN は、ワイヤレス技術を使用してデバイスを接続する LAN です。
メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）： MAN は都市全体のネットワークです。
パーソナルエリアネットワーク（PAN）： PAN は、コンピューター、ラップトップ、スマートフォンなどの個人用デバイスを接続するネットワークです。
ストレージ エリア ネットワーク (SAN): SAN は、ストレージ デバイスの接続に使用されるネットワークです。
仮想プライベート ネットワーク (VPN): VPN は、パブリック ネットワーク (インターネットなど) を使用してリモート サイトまたはユーザーに接続するプライベート ネットワークです。
ネットワーク用語
ネットワークで使用される一般的な用語のリストを次に示します。
IPアドレス： ネットワーク上のすべてのデバイスには、固有の IP アドレスがあります。 IP アドレスは、ネットワーク上のデバイスを識別するために使用されます。 IP はインターネット プロトコルの略です。
ノード： ノードは、ネットワークに接続されているデバイスです。 ノードの例には、コンピューター、プリンター、およびルーターが含まれます。
ルータ： ルーターは、ネットワーク間でデータ パケットを転送するデバイスです。
スイッチ： スイッチは、同じネットワーク上で複数のデバイスを相互に接続するデバイスです。 スイッチングにより、意図した受信者だけにデータを送信できます。
切り替えの種類:
回線切り替え: 回線交換では、XNUMX つのデバイス間の接続はその特定の通信専用です。 接続が確立されると、他のデバイスで使用できなくなります。
パケット交換： パケット交換では、データは小さなパケットに分割されます。 各パケットは、宛先までの異なるルートをたどることができます。 パケット交換は、複数のデバイスが同じネットワーク接続を共有できるため、回線交換よりも効率的です。
メッセージの切り替え: メッセージ交換は、コンピューター間でメッセージを送信するために使用されるパケット交換の一種です。
ポート： ポートは、デバイスをネットワークに接続するために使用されます。 各デバイスには、さまざまな種類のネットワークへの接続に使用できる複数のポートがあります。
ここにポートの類推があります。ポートを家のコンセントと考えてください。 同じコンセントを使用して、ランプ、テレビ、またはコンピューターを接続できます。
ネットワーク ケーブルの種類
ネットワーク ケーブルには、次の 4 つの一般的なタイプがあります。
同軸ケーブル： 同軸ケーブルは、ケーブル テレビやインターネットに使用されるケーブルの一種です。 これは、絶縁材と保護ジャケットで囲まれた銅のコアでできています。
ツイストペアケーブル: ツイスト ペア ケーブルは、イーサネット ネットワークに使用されるケーブルの一種です。 XNUMX本の銅線を撚り合わせたものです。 ねじることにより、干渉を減らすことができます。
光ファイバーケーブル: 光ファイバーケーブルは、光を使用してデータを送信するケーブルの一種です。 これは、クラッド材で囲まれたガラスまたはプラスチックのコアでできています。
無線： ワイヤレスは、電波を使用してデータを送信するネットワークの一種です。 ワイヤレス ネットワークでは、物理ケーブルを使用してデバイスを接続しません。
トポロジ
4 つの一般的なネットワーク トポロジがあります。
バストポロジ： バス トポロジでは、すべてのデバイスが XNUMX 本のケーブルに接続されます。
Advantages:
– 新しいデバイスを簡単に接続
– トラブルシューティングが容易
短所：
– メイン ケーブルに障害が発生すると、ネットワーク全体がダウンします
– ネットワークにデバイスを追加するとパフォーマンスが低下する
スタートポロジ： スター トポロジでは、すべてのデバイスが中央のデバイスに接続されます。
Advantages:
– デバイスの追加と削除が容易
– トラブルシューティングが容易
– 各デバイスには専用の接続があります
短所：
– 中央デバイスに障害が発生すると、ネットワーク全体がダウンします
リング トポロジ: リング トポロジでは、各デバイスが他の XNUMX つのデバイスに接続されます。
Advantages:
– トラブルシューティングが容易
– 各デバイスには専用の接続があります
短所：
– XNUMX つのデバイスに障害が発生すると、ネットワーク全体がダウンします
– ネットワークにデバイスを追加するとパフォーマンスが低下する
メッシュ トポロジ: メッシュ トポロジでは、各デバイスが他のすべてのデバイスに接続されます。
Advantages:
– 各デバイスには専用の接続があります
- 信頼性のある
– 単一障害点なし
短所：
– 他のトポロジーよりも高価
– トラブルシューティングが難しい
– ネットワークにデバイスを追加するとパフォーマンスが低下する
3 コンピューター ネットワークの例
例1： オフィス環境では、コンピュータはネットワークを使用して相互に接続されています。 このネットワークにより、従業員はファイルとプリンターを共有できます。
例2： ホーム ネットワークにより、デバイスはインターネットに接続し、相互にデータを共有できます。
例3： モバイル ネットワークは、電話やその他のモバイル デバイスをインターネットに接続したり、相互に接続したりするために使用されます。
コンピュータ ネットワークはインターネットとどのように連携しますか?
コンピュータ ネットワークはデバイスをインターネットに接続し、相互に通信できるようにします。 インターネットに接続すると、コンピュータはネットワークを介してデータを送受信します。 このデータはパケット形式で送信されます。 各パケットには 情報 それがどこから来て、どこへ行くのかについて。 パケットはネットワーク経由で宛先にルーティングされます。
インターネットサービスプロバイダー（ISP） コンピュータネットワークとインターネット間の接続を提供します。 ISP は、ピアリングと呼ばれるプロセスを通じてコンピューター ネットワークに接続します。 ピアリングとは、XNUMX つ以上のネットワークが相互に接続してトラフィックを交換できるようにすることです。 トラフィックは、ネットワーク間で送信されるデータです。
ISP 接続には次の XNUMX 種類があります。
– ダイヤルアップ: ダイヤルアップ接続では、電話回線を使用してインターネットに接続します。 これは、最も遅いタイプの接続です。
– DSL: DSL 接続では、電話回線を使用してインターネットに接続します。 これは、ダイヤルアップよりも高速なタイプの接続です。
– ケーブル: ケーブル接続は、ケーブルテレビ回線を使用してインターネットに接続します。 これは、DSL よりも高速なタイプの接続です。
– 繊維: ファイバー接続は、光ファイバーを使用してインターネットに接続します。 これは、最も高速なタイプの接続です。
ネットワーク サービス プロバイダー (NSP) コンピュータネットワークとインターネット間の接続を提供します。 NSP は、ピアリングと呼ばれるプロセスを通じてコンピューター ネットワークに接続します。 ピアリングとは、XNUMX つ以上のネットワークが相互に接続してトラフィックを交換できるようにすることです。 トラフィックは、ネットワーク間で送信されるデータです。
NSP 接続には XNUMX つのタイプがあります。
– ダイヤルアップ: ダイヤルアップ接続では、電話回線を使用してインターネットに接続します。 これは、最も遅いタイプの接続です。
– DSL: DSL 接続では、電話回線を使用してインターネットに接続します。 これは、ダイヤルアップよりも高速なタイプの接続です。
– ケーブル: ケーブル接続は、ケーブルテレビ回線を使用してインターネットに接続します。 これは、DSL よりも高速なタイプの接続です。
– 繊維: ファイバー接続は、光ファイバーを使用してインターネットに接続します。 これは、最も高速なタイプの接続です。
コンピュータ ネットワーク アーキテクチャ
コンピュータ ネットワーク アーキテクチャは、コンピュータをネットワークに配置する方法です。
ピアツーピア (P2P) アーキテクチャ は、各デバイスがクライアントとサーバーの両方を兼ねるネットワーク アーキテクチャです。 P2P ネットワークでは、中央サーバーはありません。 各デバイスは、ネットワーク上の別のデバイスに接続してリソースを共有します。
クライアントサーバー (C/S) アーキテクチャ は、各デバイスがクライアントまたはサーバーのいずれかであるネットワーク アーキテクチャです。 C/S ネットワークには、クライアントにサービスを提供する中央サーバーがあります。 クライアントはサーバーに接続してリソースにアクセスします。
XNUMX 層アーキテクチャ は、各デバイスがクライアントまたはサーバーのいずれかであるネットワーク アーキテクチャです。 XNUMX 層ネットワークには、次の XNUMX 種類のデバイスがあります。
– クライアント: クライアントは、ネットワークに接続するデバイスです。
– サーバー: サーバーは、上のクライアントにサービスを提供するデバイスです。
– プロトコル: プロトコルは、デバイスがネットワーク上で通信する方法を管理する一連のルールです。
メッシュ アーキテクチャ は、各デバイスがネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続されているネットワーク アーキテクチャです。 メッシュ ネットワークには、中央サーバーはありません。 各デバイスは、ネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続して、リソースを共有します。
A フル メッシュ トポロジ は、各デバイスがネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続されるメッシュ アーキテクチャです。 フル メッシュ トポロジでは、中央サーバーはありません。 各デバイスは、ネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続して、リソースを共有します。
A 部分メッシュ トポロジ は、一部のデバイスがネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続されているメッシュ アーキテクチャですが、すべてのデバイスが他のすべてのデバイスに接続されているわけではありません。 部分メッシュ トポロジでは、中央サーバーはありません。 一部のデバイスはネットワーク上の他のすべてのデバイスに接続しますが、すべてのデバイスが他のすべてのデバイスに接続するわけではありません。
A ワイヤレス メッシュ ネットワーク (WMN) ワイヤレス技術を使用してデバイスを接続するメッシュ ネットワークです。 WMN は、公園やコーヒー ショップなどの公共スペースで使用されることが多く、ワイヤード メッシュ ネットワークの導入が困難な場合があります。
ロード バランサーの使用
ロード バランサーは、ネットワーク全体にトラフィックを分散するデバイスです。 ロード バランサーは、ネットワーク上のデバイス間でトラフィックを均等に分散することにより、パフォーマンスを向上させます。
ロード バランサーを使用する場合
ロード バランサーは、多くのトラフィックがあるネットワークでよく使用されます。 たとえば、ロード バランサはデータ センターや Web ファームでよく使用されます。
ロードバランサーの仕組み
ロード バランサーは、さまざまなアルゴリズムを使用してネットワーク全体にトラフィックを分散します。 最も一般的なアルゴリズムは、ラウンドロビン アルゴリズムです。
ラウンドロビンアルゴリズム は、ネットワーク上のデバイス間でトラフィックを均等に分散するロード バランシング アルゴリズムです。 ラウンド ロビン アルゴリズムは、新しい要求をリスト内の次のデバイスに送信することで機能します。
ラウンドロビン アルゴリズムは、簡単に実装できる単純なアルゴリズムです。 ただし、ラウンド ロビン アルゴリズムでは、ネットワーク上のデバイスの容量は考慮されません。 その結果、ラウンド ロビン アルゴリズムによって、デバイスが過負荷になることがあります。
たとえば、ネットワーク上に XNUMX つのデバイスがある場合、ラウンド ロビン アルゴリズムは最初の要求を最初のデバイスに送信し、XNUMX 番目の要求を XNUMX 番目のデバイスに送信し、XNUMX 番目の要求を XNUMX 番目のデバイスに送信します。 XNUMX 番目の要求は最初のデバイスに送信されます。
この問題を回避するために、一部のロード バランサは、最小接続アルゴリズムなどのより高度なアルゴリズムを使用します。
最小接続アルゴリズム は、アクティブな接続が最も少ないデバイスに新しい要求をそれぞれ送信する負荷分散アルゴリズムです。 最小接続アルゴリズムは、ネットワーク上の各デバイスのアクティブな接続の数を追跡することによって機能します。
最小接続アルゴリズムは、ラウンド ロビン アルゴリズムよりも洗練されており、ネットワーク全体でトラフィックをより効果的に分散できます。 ただし、最小接続アルゴリズムは、ラウンドロビン アルゴリズムよりも実装が難しくなります。
たとえば、ネットワーク上に XNUMX つのデバイスがあり、最初のデバイスに XNUMX つのアクティブな接続があり、XNUMX 番目のデバイスに XNUMX つのアクティブな接続があり、XNUMX 番目のデバイスに XNUMX つのアクティブな接続がある場合、最小接続アルゴリズムは XNUMX 番目の要求をXNUMX番目のデバイス。
ロード バランサーは、アルゴリズムの組み合わせを使用して、ネットワーク全体にトラフィックを分散することもできます。 たとえば、ロード バランサーは、ラウンド ロビン アルゴリズムを使用してネットワーク上のデバイス間でトラフィックを均等に分散し、最小接続アルゴリズムを使用して、アクティブな接続が最も少ないデバイスに新しい要求を送信します。
ロード バランサーの構成
ロード バランサーは、さまざまな設定を使用して構成されます。 最も重要な設定は、トラフィックの分散に使用されるアルゴリズムと、負荷分散プールに含まれるデバイスです。
ロード バランサーは、手動で構成することも、自動的に構成することもできます。 多くの場合、自動構成は多くのデバイスが存在するネットワークで使用され、手動構成は小規模なネットワークでよく使用されます。
ロード バランサを構成するときは、適切なアルゴリズムを選択し、ロード バランシング プールで使用されるすべてのデバイスを含めることが重要です。
ロード バランサーのテスト
ロード バランサは、さまざまな方法を使用してテストできます。 豊富なツール群。最も重要なツールはネットワーク トラフィック ジェネレーターです。
A ネットワーク トラフィック ジェネレーター ネットワーク上でトラフィックを生成するツールです。 ネットワーク トラフィック ジェネレーターは、ロード バランサーなどのネットワーク デバイスのパフォーマンスをテストするために使用されます。
ネットワーク トラフィック ジェネレーターを使用して、HTTP トラフィック、TCP トラフィック、UDP トラフィックなど、さまざまな種類のトラフィックを生成できます。
ロード バランサーは、さまざまなベンチマーク ツールを使用してテストすることもできます。 ベンチマーク ツールは、ネットワーク上のデバイスのパフォーマンスを測定するために使用されます。
ベンチマークツール さまざまな負荷、さまざまなネットワーク条件、さまざまな構成など、さまざまな条件下でロード バランサーのパフォーマンスを測定するために使用できます。
ロード バランサーは、さまざまな監視ツールを使用してテストすることもできます。 監視ツールは、ネットワーク上のデバイスのパフォーマンスを追跡するために使用されます。
監視ツール さまざまな負荷、さまざまなネットワーク条件、さまざまな構成など、さまざまな条件下でロード バランサーのパフォーマンスを追跡するために使用できます。
結論：
ロード バランサーは、多くのネットワークの重要な部分です。 ロード バランサーは、ネットワーク全体にトラフィックを分散し、ネットワーク アプリケーションのパフォーマンスを向上させるために使用されます。
コンテンツ配信ネットワーク（CDN）
コンテンツ配信ネットワーク (CDN) は、コンテンツをユーザーに配信するために使用されるサーバーのネットワークです。
CDN は、世界のさまざまな場所にあるコンテンツを配信するためによく使用されます。 たとえば、CDN を使用して、ヨーロッパのサーバーからアジアのユーザーにコンテンツを配信できます。
CDN は、世界のさまざまな場所にあるコンテンツを配信するためにもよく使用されます。 たとえば、CDN を使用して、ヨーロッパのサーバーからアジアのユーザーにコンテンツを配信できます。
CDN は、Web サイトやアプリケーションのパフォーマンスを向上させるためによく使用されます。 CDN は、コンテンツの可用性を向上させるためにも使用できます。
CDN の構成
CDN は、さまざまな設定を使用して構成されます。 最も重要な設定は、コンテンツの配信に使用されるサーバーと、CDN によって配信されるコンテンツです。
CDN は手動で構成することも、自動的に構成することもできます。 多くの場合、自動構成は多くのデバイスが存在するネットワークで使用され、手動構成は小規模なネットワークでよく使用されます。
CDN を構成するときは、適切なサーバーを選択し、必要なコンテンツを配信するように CDN を構成することが重要です。
CDN のテスト
CDN は、さまざまなツールを使用してテストできます。 最も重要なツールは、ネットワーク トラフィック ジェネレーターです。
ネットワーク トラフィック ジェネレーターは、ネットワーク上でトラフィックを生成するツールです。 ネットワーク トラフィック ジェネレーターは、CDN などのネットワーク デバイスのパフォーマンスをテストするために使用されます。
ネットワーク トラフィック ジェネレーターを使用して、HTTP トラフィック、TCP トラフィック、UDP トラフィックなど、さまざまな種類のトラフィックを生成できます。
CDN は、さまざまなベンチマーク ツールを使用してテストすることもできます。 ベンチマーク ツールは、ネットワーク上のデバイスのパフォーマンスを測定するために使用されます。
ベンチマークツール さまざまな負荷、さまざまなネットワーク条件、さまざまな構成など、さまざまな条件下で CDN のパフォーマンスを測定するために使用できます。
CDN は、さまざまな監視ツールを使用してテストすることもできます。 監視ツールは、ネットワーク上のデバイスのパフォーマンスを追跡するために使用されます。
監視ツール さまざまな負荷、さまざまなネットワーク条件、さまざまな構成など、さまざまな条件下で CDN のパフォーマンスを追跡するために使用できます。
結論：
CDN は、多くのネットワークの重要な部分です。 CDN は、コンテンツをユーザーに配信し、Web サイトやアプリケーションのパフォーマンスを向上させるために使用されます。 CDN は手動で構成することも、自動的に構成することもできます。 CDN は、ネットワーク トラフィック ジェネレーターやベンチマーク ツールなど、さまざまなツールを使用してテストできます。 監視ツールを使用して、CDN のパフォーマンスを追跡することもできます。
ネットワークセキュリティー
ネットワーク セキュリティとは、コンピュータ ネットワークを不正アクセスから保護する方法です。 ネットワークへのエントリ ポイントには次のものがあります。
– ネットワークへの物理アクセス: これには、ルーターやスイッチなどのネットワーク ハードウェアへのアクセスが含まれます。
– ネットワークへの論理アクセス: これには、オペレーティング システムやアプリケーションなどのネットワーク ソフトウェアへのアクセスが含まれます。
ネットワーク セキュリティ プロセスには、次のものが含まれます。
- 身元： これは、誰または何がネットワークにアクセスしようとしているかを特定するプロセスです。
– 認証: これは、ユーザーまたはデバイスの ID が有効であることを確認するプロセスです。
– 承認: これは、ユーザーまたはデバイスの ID に基づいて、ネットワークへのアクセスを許可または拒否するプロセスです。
– 会計: これは、すべてのネットワーク アクティビティを追跡してログに記録するプロセスです。
ネットワーク セキュリティ技術には、次のものがあります。
– ファイアウォール: ファイアウォールは、XNUMX つのネットワーク間のトラフィックをフィルタリングするハードウェアまたはソフトウェア デバイスです。
– 侵入検知システム: 侵入検知システムは、侵入の兆候がないかネットワーク アクティビティを監視するソフトウェア アプリケーションです。
– バーチャル プライベート ネットワーク: 仮想プライベート ネットワークは、XNUMX つ以上のデバイス間の安全なトンネルです。
ネットワーク セキュリティ ポリシー ネットワークの使用方法とアクセス方法を規定する規則と規制です。ポリシーは通常、許容される使用、 password 管理とデータセキュリティ。セキュリティ ポリシーは、ネットワークが安全かつ責任ある方法で使用されるようにするために重要です。
ネットワーク セキュリティ ポリシーを設計するときは、次の点を考慮することが重要です。
– ネットワークのタイプ: セキュリティ ポリシーは、使用するネットワークのタイプに適している必要があります。 たとえば、企業イントラネットのポリシーは、公開 Web サイトのポリシーとは異なります。
– ネットワークのサイズ: セキュリティ ポリシーは、ネットワークの規模に適したものにする必要があります。 たとえば、小規模なオフィス ネットワークのポリシーは、大規模なエンタープライズ ネットワークのポリシーとは異なります。
– ネットワークのユーザー: セキュリティ ポリシーでは、ネットワークのユーザーのニーズを考慮する必要があります。 たとえば、従業員が使用するネットワークのポリシーは、顧客が使用するネットワークのポリシーとは異なります。
– ネットワークのリソース: セキュリティ ポリシーでは、ネットワークで利用できるリソースの種類を考慮する必要があります。 たとえば、機密データを含むネットワークのポリシーは、公開データを含むネットワークのポリシーとは異なります。
ネットワーク セキュリティは、コンピュータを使用してデータを保存または共有する組織にとって重要な考慮事項です。 セキュリティ ポリシーとテクノロジを実装することにより、組織はネットワークを不正なアクセスや侵入から保護することができます。
https://www.youtube.com/shorts/mNYJC_qOrDw
利用規定
利用規定は、コンピュータ ネットワークの使用方法を定義する一連の規則です。 通常、利用規約には、ネットワークの利用規約、パスワード管理、データ セキュリティなどのトピックが含まれます。 許容可能な使用ポリシーは、ネットワークが安全で責任ある方法で使用されるようにするのに役立つため、重要です。
パスワード管理
パスワード管理は、パスワードを作成、保管、および保護するプロセスです。 パスワードは、コンピューター ネットワーク、アプリケーション、およびデータにアクセスするために使用されます。 通常、パスワード管理ポリシーには、パスワードの強度、パスワードの有効期限、パスワードの回復などのトピックが含まれます。
データセキュリティ
データ セキュリティとは、不正アクセスからデータを保護することです。 データ セキュリティ技術には、暗号化、アクセス制御、データ漏洩防止などがあります。 通常、データ セキュリティ ポリシーは、データ分類やデータ処理などのトピックを対象としています。
ネットワーク セキュリティ チェックリスト
- ネットワークの範囲を定義します。
- ネットワーク上の資産を特定します。
- ネットワーク上のデータを分類します。
- 適切なセキュリティ テクノロジを選択します。
- セキュリティ技術を実装します。
- セキュリティ技術をテストします。
- セキュリティ技術を展開します。
- 侵入の兆候がないかネットワークを監視します。
- 侵入事件に対応。
- 必要に応じてセキュリティ ポリシーとテクノロジを更新します。
ネットワーク セキュリティにおいて、ソフトウェアとハードウェアの更新は、時代を先取りするための重要な部分です。 新しい脆弱性が絶えず発見され、新しい攻撃が開発されています。 ソフトウェアとハードウェアを最新の状態に保つことで、これらの脅威からネットワークをより適切に保護できます。
ネットワーク セキュリティは複雑なトピックであり、すべての脅威からネットワークを保護する単一のソリューションはありません。 ネットワーク セキュリティの脅威に対する最善の防御策は、複数のテクノロジとポリシーを使用する階層化されたアプローチです。
コンピュータ ネットワークを使用する利点は何ですか?
コンピュータ ネットワークを使用することには、次のような多くの利点があります。
– 生産性の向上: 従業員はファイルとプリンターを共有できるため、作業が容易になります。
– コスト削減: ネットワークは、プリンターやスキャナーなどのリソースを共有することでコストを節約できます。
– コミュニケーションの改善: ネットワークにより、メッセージの送信や他のユーザーとの接続が容易になります。
– セキュリティの強化: ネットワークは、誰がアクセスできるかを制御することで、データを保護するのに役立ちます。
– 信頼性の向上: ネットワークは冗長性を提供できます。つまり、ネットワークの一部がダウンしても、他の部分は引き続き機能します。
まとめ
IT ネットワーキングは複雑なトピックですが、この記事で基本を十分に理解できたはずです。 今後の記事では、ネットワーク セキュリティやネットワークのトラブルシューティングなど、より高度なトピックについて説明します。
