テレビもネットにつながる時代です

　全てのテレビではありませんが、インターネットの時代のデジタル化したテレビは、テレビを視聴するだけでなくテレビでホームページを閲覧出来たり、 アクトビラ、ツタヤテレビ、ＮＨＫオンデマンド等のインターネット網から配信される映像を見る事ができるネットワーク機器です。
　また、ホームネットワークを利用して、スカパープレミアムチューナーからＢＤレコーダーに録画が出来たりします。

　これらを理解する為に、ネットワークについて学びたいと思います。
　このページで述べているのは、あくまで参考程度であり、いろいろな文献で深めてほしいと思います。
　

ＴＣＰ／ＩＰ

　インターネットで指定されたアドレスにデーターを確実に届ける仕組みです。
　ＩＰは、データーを分割して、あて先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス等の制御信号を付加したパケットをネットワークに送出する。
　ＴＣＰは、パケットを正確にあて先に届ける為に通信路を確立したり、喪失したパケットを再送したり、パケットの届く 順番を並び変えたりして信頼性の高い通信を実現する。

　ＴＣＰ／ＩＰは以下で述べる事も含めた、インターネットのしくみです。

　ＴＣＰ／ＩＰ　:　(transmission control protocol/internet protocol)

ＩＰアドレス（IPv4）

　ＴＣＰ／ＩＰで通信を行う為のあて先を識別する為の番号で３２ビットの２進数です。
　人間が解りやすいように、８ビットずつ区切り、１０進数を４つ並べて表記しています。
　ＩＰアドレスは、ネットワークアドレスとホストアドレスで構成されています。
　現在、普通に使われているIPV4（ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ・ﾌﾟﾛﾄｺﾙ・ﾊﾞｰｼﾞｮﾝ・4）での説明です。 　

　上の図で考えると、ＩＰアドレスの最初から２４ビットがネットワークアドレスで後の８ビットがホストアドレスになります。同じネット ワーク内で２５４台のホストにＩＰアドレスを割り当てる事が出来ます。
　最初から何ビット目までがネットワークアドレスであるかを表すのが、サブネットマスクです。上の図では２４ビットまでが オール１で後の８ビットがオール０です。
　ＩＰアドレスとサブネットマスクをアンド（論理積）演算するとネットワークアドレスが得られます。

　ホストの数が１０位の少ないネットワークの場合、２４ビットまでのネットワークアドレスでは無駄が多い。この場合は ２８ビットまでネットワークアドレスにすれば、ホストアドレスは４ビットになり割り当てられるアドレスは１４という事 になります（ホストアドレスにオール１とオール０は割り当てできないルールになっています）。

　最初から２８ビットまでがネットワークアドレスの場合、192.168.100.96／28　と表記されている事もあります。

ＩＰアドレスは、借りているだけで所有できない
　現在、個人や組織は基本的にグローバル・アドレスを所有しない形で運用されており、一時的にユーザーにレンタルされているだけです。

デフォルトゲートウェイ
　インターネット設定でよく見る言葉ですが、これはルーターのアドレスです。

ＩＰｖ６のＩＰアドレス
　ＩＰｖ６のＩＰアドレスは、下記のＩＰｖ６のコーナーを見て下さい。

ＤＮＳ

　ＤＮＳとは、ネームサーバーに問い合わせる事によって、ドメイン名からＩＰアドレスを見つける事で、これを名前解決と言います。

　名前解決の仕組みを上の図で説明すると、クライアントはまずローカルＤＮＳサーバーにkidateru.comのＩＰアドレス を問いかけます。

　問いかけられたローカルＤＮＳサーバーは、ルートＤＮＳサーバーに問いかけます。ルートＤＮＳサーバーは、ＣＯＭドメインサーバー に聞いてくれと、ＣＯＭドメインサーバーのＩＰアドレスを返します。

　ローカルＤＮＳサーバーは、ＣＯＭドメインサーバーに聞き直します。ＣＯＭドメインサーバーは、kidateru.comのデーター が入っているkidateru.comドメインサーバーに聞いてくれと、kidateru.comドメインサーバーのＩＰアドレスを返します。

　ローカルＤＮＳサーバーは、kidateru.comドメインサーバーに聞き直します。kidateru.comサーバーはデーターベースを検索 した結果から、***.***.***.***をローカルＤＮＳサーバーに返します。ローカルＤＮＳサーバーはクライアントに***.***. ***.***を返します。その結果クライアントはＷＥＢサーバーつながります。

　ローカルＤＮＳサーバーは、キャッシュを備えており、その段階でＩＰアドレスを返す事が出来る場合もあります。

　結局のところ、パソコンによりドメイン名を入力すると、そのパソコンはＤＮＳサーバーにより、ＩＰアドレスを教えてもらい 、そのＩＰアドレスで目的のサイトと通信します。

　ＤＮＳ　：　（Domain Name System)

Ｅｔｈｅｒｎｅｔ

　一般的な家庭では、一台のブロードバンドルータに、パソコンを始め、ネットワーク機器を接続した家庭内ＬＡＮ （ホームネットワーク）を構築しています。
　これは、通信機器の標準化のための規格（ＯＳＩが定めた７階層モデル）の下位２階層（物理層とデータリンク層）にあたります。 現在のインターネット標準では、「ＴＣＰ／ＩＰ　＋　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ」の４階層であり、７階層モデルは単なる参照です。従って、４階層のリンク層がＥｔｈｅｒｎｅｔにあたります。

図はアスキームック　TCP/IPから

　Ethernet機器として、ＬＡＮカード（ＮＩＣ）、スイッチングハブ（以下スイッチ）、ＬＡＮケーブル等があります。デフォルトゲートウェイのルータは上位のネットワーク層にあたります（市販されている ブロードバンドルータの多くは、ルータとスイッチが一体）。
　 パソコンやスイッチ等のネットワーク機器は物理的にＬＡＮカード（ＮＩＣ）のモジュラーコネクタで相互に接続されて、ＬＡＮを構築しています。

　ＮＩＣには、世界中で重複しないＭＡＣアドレスが割り当てられています。Ethernetでのデータのやり取りにはＭＡＣアドレスが使われます。

　ＩＰアドレスで届けられるのは、ネットワーク層のルータまでで、それから先のパソコンの宛先はマックアドレスになり、ＩＰパケットは マックフレームに包まれて届けられます。
　マックフレームが届く範囲は同一のネットワーク内（サブネット内）で、他のネットワークへの通信にはルータが必要です。

　通信の初期状態において、ルータは届け先のマックアドレスが分りません。
　例えば、スイッチにパソコ３台が接続されているとします、ルータは３台のパソコン全てにブロードキャストアドレス を用いてマックフレームを送ります。そしてマックフレームの中の宛先ＩＰアドレスに該当するパソコンからの応答でマックアドレスを知る事が出来ます。 　この仕組みをＡＲＰ（Address Resolution Protocol)といいます。

　現状では、カテゴリー５のケーブルはもう市場に出回っていないようです。

　ＬＡＮケーブルはツイストペアケーブルと言って、送信と受診が同時に通信（全二重通信）ができるよう通信路を２本持っています。 ツイストペアケーブルは「ストレートケーブル」と「クロスケーブル」の２種類があります。普通はストレートケーブルを使います。
　スイッチの送信側とホストの受信側、ホストの送信側とスイッチの受診側をそれぞれ接続するようにできています。

　ホスト同志を直接接続する時はクロスケーブルを使います。理由はストレートケーブルでは、送信側と送信側、受信側と受信側を接続してしまうからです。

　上記TCP/IPの４階層モデルの説明

　受信は下から上へ、送信は上から下へ、になります。
　�@　「リンク層」は、ホストの物理的な接続を提供。
　�A　「ネットワーク層」は、データを通信先のホストに届ける。
　�B　「トランスポート層」は、データをホストのアプリケーションに受け渡しする。
　�C　「アプリケーション層」は、ＷＥＢブラウザやメールソフト。

　ＩＰパケット　：　宛先に届けるデーターを細かく分割したもの。
　ブロードキャストアドレス　：　ネットワークアドレスの後のホストアドレスがオール１。
　ＯＳＩ　:　Open　Systems　Interconnection　
　ＮＩＣ　：　Network　Interface　Card　
　ＭＡＣ　：　Media　Access　Control　

ＰＰＰ　と　ＰＰＰｏＥ

　ＰＰＰ　：　(Point-to-Point Protocol)
　ＰＰＰｏＥ　：　(PPP over Ethernet)

　過去においてプロバイザーはダイヤルアップ接続のユーザー認証をＰＰＰで行っていました。
　最近では、ブロードバンドルーター（以下ルーター）が常時プロバイザーに接続されているのが一般的で、ルーターには複数のネットワーク機器がつながっています。
　このようなイーサーネット環境でＰＰＰを使えるようにしたのがＰＰＰｏＥです。

　プロバイザーから指定された認証ＩＤと認証パスワードをルーター設定することで、ルーターそのものがユーザー認証されます。そしてＰＰＰの機能により、ＷＡＮ と通信ができます。
　 　ＰＰＰは単にユーザー認証するだけの機能でなく、ＷＡＮと正確にデータをやりとりする機能を持っています。

　ＷＡＮ　：　World Area Network　（インターネット）

ＰＰＰｏＥの設定
　設定をするには、ルーターに繋がっているパソコンからルーターの設定画面を開き、プロバイザーから指定された認証ＩＤ（ユーザー名）、認証パスワード を入力します（ルーターの取説参照）。

ブロードバンドルーター

　IPパケットをネットワーク間で中継します。
　個人向けの家庭内LANとプロバイザーを常時接続しているのがブロードバンドルーターです。
　ルーターという名前の通り、IPパケットを宛先まで送り届ける為のルートを制御しています。次に中継するルーターがＯＳにより 自動的に登録されています（ルーティングテーブルとして）。

　ブロードバンドルーターにおけるPPPoEの設定は、基本的にはプロバイザーから指定されたユーザー名とパスワードを入力します 、ユーザー認証されるとグローバルアドレスが割り当てられます。
　ルーターに接続されたネットワーク機器には、ルーターのＤＨＣＰ機能によりプライベートアドレスがそれぞれに割り当てられます。

　パケットの送り先が自分と同じネットワーク内（サブネット）にあると直接パケットを送る事ができますが、別のネットワークであれば中継するルーター が必要です。

　同じネットワーク上にあるかどうか調べるネットワークアドレスは、ＩＰアドレスとサブネットマスクの各桁をＡＮＤして得られます（ＩＰ アドレスの項を参照）。
　パケットの送り先であるルーターのＩＰアドレスがデフォルトゲートウェイです。

　ホームネットワークでブロードバンドルーターにネットワーク機器としてテレビ、ＢＤレコーダーを接続する事がありますが、それらにも プライベートアドレスが割り当てられます（テレビ、ＢＤレコーダーのＬＡＮ設定が必要です）。 　

ＩＰｖ６（ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ・ﾌﾟﾛﾄｺﾙ・ﾊﾞｰｼﾞｮﾝ・6）

　現在も主流で運用されているＩＰｖ４のアドレスは、2011年に既に枯渇しています。枯渇して約10年経過しますが、IPv4に代わる IPv6サイトは、まだまだ少ないですが「IPv6 IPoE＋IPv4overIPv6」方式の開発によってIPv4とIPv6のデュアルスタック方式が普通に普及しそうです。
　速い通信速度と経済的な価格のテレビＣＭも見た事があると思います。

　割り当てできるアドレスの数は、IPv4の２³²に対してIPv6は２¹²⁸となり、事実上無制限に割り当てできる そうです。今後は、いやでもIPv6に移行するものと思います。

IPv6アドレスの表記のし方
　128ビットを16ビットずつコロン（：）で8つに区切って16進数で表示します。
　例　fe80:0000:0000:0000:0240:caff:feb2:993b
　長いので省略できます。
　　　fe80:0:0:0:0240:caff:feb2:993b
　もっと省略できます。
　　　fe80：：0240:caff:feb2:993b

参考

ipv6アドレス構造

　ネットワークプレフィックスはIPv4のネットワークアドレスに相当し、インターフェイスＩＤはネットワークカードのマックアドレス を元に生成されます。マックアドレスも世界中で重複がありません。

　IPv6アドレスのfe80：：0240:caff:feb2:993bはリンクローカルIPv6アドレスで同一ネットワーク内の通信のみに使用されます。ネットワークプレフィックスはfe80：：で決まっています。

　 ＩＰｖ６のインターネット接続方式
　IPv6インターネットを接続するための２つの方式があります。

　IPv6 PPPoE方式。(eo光はこれ）
　　IPv4と同様にプロバイザーとはPPPoEで認証してプロバイザーを通じてIPv6のサイトとつながる。
　　認証にユーザーＩＤとパスワードが必要。
　　プロバイザーごとに設置されているネットワーク終端装置があるため、混雑により通信速度が制限されます。
　　eo光は単独の光ケーブルのため、他のプロバイザーの乗り入れが無く速い通信速度を確保しています。

　IPv6 IPoE方式。（光コラボの新方式）
　　IPv6網につながる接続事業者を通じてNTT東西のNGN網からユーザーに直接IPv6のサイトがつながる。
　　ネットワーク終端装置ではなく、大容量のＧＷＲ（ゲートウェイルーター）を利用するので、通信速度が早い。
　　接続事業者のＧＷＲからイーサーネットでつながり、ユーザーＩＤ、パスワードは必要ない。

　ＮＧＮ（Next Ｇeneration Ｎetwork）　：　ＮＴＴ東西のフレッツ光ネクスト

　ＮＴＴ東西のＮＧＮ網は、ＮＴＴ法があるため、同一都道府県内のサービスしか行えず、世界中を網羅するインターネットにはつながっていません（IPv4、IPv6とも）。
　インターネットには、フレッツ光ネクストを利用しているプロバイザーを通じてつながります。

　フレッツ光ネクストと契約すると、IPv6のIPアドレスがもらえますが、それはＮＧＮ網内だけで通用するアドレスです。

IPv6 PPPoE方式のマルチプリフィックス問題
　フレッツ光ネクストを利用しているプロバイザー（光コラボ）と契約している場合、NGN網内のIPv6アドレスとIPv6サイトからのIPv6アドレスと二つある状態 になり正しく通信できません。そのためにIPv6アダプターが必要になります。

関西電力系のeo光はIPv6 PPPoE方式
　IPv4とIPv6のデュアルスタック方式で、意識することなくどちらのサイトも閲覧できます。ＮＴＴの光回線（光コラボ）でなく、独自の光回線なので混雑による 通信速度の低下もなく、マルチプリフィックスの障害も起こりません。

IPv6の現状
　今でもIPv4が主流でIPv6のサイトは、まだまだ少ないのが現状ですが、IPv4とIPv6の両方のサイトにつながり、しかも速度が早いという接続方式に向かっています。

　ＮＴＴ東西の光ケーブルを使用している光コラボは、ＯＣＮ光、ソフトバンク光、ドコモ光、等々たくさんありますが、これ等はIPv6接続事業者による[IPv6 IPoE ＋ IPv4overIPv6] という接続方式が選択できます。IPoEはIPv6だけの接続方式ですが、IPv4もIPv6のトンネルを通って接続しますので通信速度も早くなります。

　IPv4サイトがまだまだ殆どでありIPv6サイトは少なく、PPPoE方式もまだまだ現役です。
　光コラボに新規契約する場合は、「IPv6 IPoE ＋ IPv4overIPv6」のデュアルスタックが主流になりそうです。

IPv6接続事業者
　PPPoEでは、プロバイザが直接IPv6のネットワークを運用しますが、IPoEではプロバイザの代わりにIPv6接続業者ＶＮＥ（Virtual Network Enabler)が代行して運用を行い ます。接続業者の数には、制限があり16社までと決められています。主なものには
　ＢＢＸ株式会社
　日本ネットワークイネイブラー株式会社
　インターネットマルチフィード株式会社
　ビッグローブ株式会社
　株式会社朝日ネット
　ＮＴＴコミュニケーションズ
　フリービット株式会社
　アルテリアネットワーク株式会社
　があります。

参考した本
　アスキームック　ゼロからはじめるネットワーク　2007年　株式会社アスキー
　アスキームック　ゼロからはじめるＩＰアドレス＆ルーティング　2007年　株式会社アスキー
　アスキームック　ゼロからはじめるＴＣＰ／ＩＰ　2007年　株式会社アスキー
　絶対わかる！ネットワーク超入門　2002年　日経ＢＰ出版センター