📚LINE Bot改良と書きたい書籍の構想／ネットワークの階層モデルについての学習

Agrifeel-Diary@おおさき

2023年11月25日 15:40

2023年11月24日、土曜日。
ここではおおさきの趣味と学びの記録や、開発・執筆作業の進捗について書いています。

プライベートのことも含めて何でも書ける「雑記帳」として先週からこのシリーズをはじめてみました。あまりジャンルやボリュームなどは決めず、ぼちぼちと続けてみたいと思います。

ここまでの記録はマガジンにまとめています。

LINE Bot改良と書籍書籍の構想

仕事で運用しているLINE Botがあるのですが、少しそれを改良したいと思っています。同時に、これに関連して書きたい技術書籍の構想があります。

LINE Botのプログラム改良

運用中のLINE Botは、農家の共同収穫作業で日報を入力し、機械ごとの作業時間と賃金の集計に用いるものです。7人のクローズなメンバーで使っており、作業時間の入力と集計がラクになるように、4年ほど前に制作しました。

これを、会計担当者（集計する人）がもっと使いやすいように改良したいなと考えています。

現状、集計結果はLINE上にメッセージで送るようにしています。実際に集計する際には、このメッセージを見ながら再び計算し直してExcelのフォーマットに入れているような状況なので、それならはじめからフォーマット通りに出力しちゃえば良いじゃん、と（なぜ今まで気づかなかったんでしょうか）。

まずはじっくり要件定義から始めます。久々に、集中して開発する時間を取りたいなーって思います。

書籍執筆について

プログラム改良の構想と同時に、このツールについて技術同人誌にまとめたいなという欲も出てきています。

自分で言うのもなんですが…身近な現場の人たちからの評判がまあまあ良いんです。LINEのUI/UXを最大限に生かして作ったツールになっていて、使う側にとっても開発している側にとっても、触っていて面白いです。

このツールについて今まであまり内容をアウトプットできておらず、作りっぱなしでもったいないなあとはずっと思っていました。技術的にはプログラミング言語Google Apps Scriptを用いて、LINE Messaging APIのいろいろな機能を組み合わせて、対話型で日報を入力できる仕組みを作っています。

リッチメニュー
テンプレートメッセージ
クイックリプライ
いろいろなアクション（ポストバック、日時選択など）
ユーザーID認識

上記で挙げたどの機能も、調べればいくつか情報はでてきますが、学習者初学者にはややハードルが高く、もっとまとまった情報があると便利じゃないかな？という気持ちがあります。

書籍の想定読者のレベル感としては、プログラミングの基本をある程度学んだ初学者の方や、GASでちょっとしたLINE Botを作ったことがある方が、書籍を通じて次のステップへと移れるようになるというのをイメージしています。APIドキュメントの読み方を身につけて、新しい体験ができるようになることを、裏テーマとして盛り込みたいなと考えています。

今年中に企画書に落とし込むことを目標にしていますので、また進捗があればお話していきますね。

ちなみにこのLINE Botの内容について、過去にLINE DC様のイベントに登壇した際の6分半のLTが公開されています。ツールに興味を持っていただけたらぜひ。

ネットワークの階層モデルについての学習

東京通信大学の授業で、インターネット技術について学んでいます。

学習のアウトプットのために、インターネットの仕組みの中で重要な「ネットワークの階層モデル」とその代表的な「TCP/IPモデル」について整理してみます。ここでまとめるのは講義の内容や試験対策というわけではなく、一般的なWebや書籍で学べる内容となります。

ネットワークを学ぶ際には、こちらのブログとそれをまとめた書籍がすごくわかりやすいです。

僕は3年前のプログラミング初学者時代にこの書籍を読んでいて、その時にこんな記事を書いていました。稚拙な文章ですが、自分で読み返して勉強になるので、我ながら良い記事だと思ったりもします（笑）。

ここでは、もう少し整理してまとめ直してみます。

ネットワーク階層モデルとはなんなのか

ネットワーク階層モデルとは、コンピュータネットワークでの通信を実現するため、さまざまなプログラムや機器をいくつかの階層に分類して、役割を明確にするという考え方です。

代表的な階層モデルとして、次の2つが挙げられます。

TCP/IP（4階層に分類）
OSI参照モデル（7階層に分類）

各層は独立した役割を持っていて、それぞれの層で通信を行うためのルール（プロトコル）が決められています。

手元のパソコンから他の機器に何らかのデータを送信する際には、ネットワークの各層がそれぞれの役割を果たしながら、相手側の機器の同じ層へデータを届けています。

このとき、上下に隣接する層でデータの受け渡しを行いながら相手側へのデータ送信が行われます（一番下の層のみ、機器間でのデータのやりとりが行われます）。例えば、上の層から送られてきたデータに書いてある宛先にデータを運び、さらに情報をくっつけて下の層に渡す…みたいなことが、ネットワーク通信では行われています。

このように層に分けてルールをはっきり決めて、機器やプログラムの役割を明確にすることで、複雑に見えるネットワーク通信がうまく実現できています。

TCP/IPの概要

階層モデルのうち、デファクトスタンダードになっている…つまり現在広く普及しているモデルが、比較的シンプルな構造の「TCP/IP」です。

Webページを表示させる仕組みにも使われているTCP/IPは、機器やプログラムの役割を4つの階層に分類しています（カッコの中は特に重要なキーワード）。

ネットワークインターフェース層
物理的に繋がっている機器同士でデータの通信を行う層（MACアドレス、イーサネット）
インターネット層
複数ネットワークの機器とコンピュータ間でデータを送受信する層（IPアドレス、ルーティング）
トランスポート層
コンピュータとアプリ間で適切にデータを送受信する層（ポート番号）
アプリケーション層
アプリがWebページやメールなどデータを利用できるようにデータ形式や手順を決める層（サーバとクライアント）

それぞれの層で、中心人物が誰（何）であるかが大事です。

例えばインターネット層では「ネットワークに接続されたコンピュータや機器」たちが通信の主役だし、トランスポート層では「コンピュータとその中で開かれているアプリ」が通信の主役です。ちなみに、ネットワークインターフェース層は閉じた「物理的につながれている閉じたネットワーク内の機器」たちが通信の主役ですが、これにはケーブルで接続される有線LAN環境のほか、目に見えないけど繋がっている無線LAN環境も含まれます。

各層でよく使われているプロトコルの例を、簡単に表にまとめました。これらは、各層の中心人物同士で取り決められている共通のルールにあたります。

TCP/IPというモデルの名前は、トランスポート層のプロトコル「TCP」とインターネット層のプロトコル「IP」から来ているんですね。

データ送受信ができるのは「IPアドレス」と「ルーティング」のおかげ

TCP/IPにおいてはどの層も重要な役割を担っていますが、中でもインターネットで遠く離れたコンピュータと通信するための核となるのは、その名の通り「インターネット層」にあります。

インターネット層ではデータを受け取った際に、そこに示された「IPアドレス」を宛先として、どのネットワークのどの機器にそのデータを送るかを決めます。IPアドレスはネットワークとそこに所属する機器の「住所」のようなものですね。ここで注意しなければいけないのが、同じ機器でも所属するネットワークが変われば、住所であるIPアドレスは変わるということです。

そして、このIPアドレスを宛先として実際にデータを届ける経路を決めるのが、ルーターが行っている「ルーティング」という仕事です。ルーターは複数のネットワークに所属して、ネットワーク同士のハブとなっています。目的の機器のIPアドレスまでどういうネットワーク経路を辿って届けるのが最短なのかを調べ、効率的にデータを送信する役割を担っています。

この「IPアドレス」について、先日見つけた具体的なものを一つ。普段パソコンからログインしているDiscordのアカウントにスマホからログインしたときに、IPアドレスの認証操作を求められました。送られてきたメールに従って認証操作を終えたのがこちらの画面です。

Discordアカウントは、複数の端末から同時にログインしていただけますが、通常、新しい場所(別の端末)からログインする、あるいはIPアドレスが変更された場合、システムが自動的に感知し、お客様以外の誰かがDiscordアカウントにアクセスするのを防ぐためにIP許可のためのメールが送信されます。
— Discord (@discord) March 6, 2019

これはDiscordで用意されている、不正なログインを防止するための措置です。要するに「普段はIPアドレスA（パソコン）から通信が来てるけど、今日はいつもと違うIPアドレスB（スマホ）から通信が来たよ。これ本当にあなたで合ってる？」ということを、Discordさんが親切に確認してくれているんです。IPアドレスの仕組みは、こういったセキュリティ面でも役立つんですね。

ところで、「IPアドレス」とごっちゃになりやすい用語に「MACアドレス」や「ポート番号」があります。それぞれ送受信先の住所を表すものですが、ややこしいですよね。簡単に整理するとこのような感じです。

MACアドレス
機器ごとに一意に割り振られた番号。ネットワークインターフェース層で使われる
IPアドレス
どのネットワークのどの機器宛てかを示す番号（同じ機器でも所属するネットワークが変われば変わる）。インターネット層で使われる
ポート番号
コンピュータ内のどのアプリかを示す番号。トランスポート層で使われる

先ほどのTCP/IPモデルの中で、どの登場人物に割り振られる番号なのか・どの層で使われるものなのかを理解しておくと、スッキリしますね。

雑記

昨日から、大学の3学期の単位認定試験がスタートしたところです。僕は履修している2科目の試験を早めに終わらせちゃってスッキリ。初めての試験でちょっと緊張しましたが、大丈夫だろうと思うので結果が出るのを待っています。来年から生科生として入学して授業の数が増えたら、なかなか大変そうです。

そして実は、1ヶ月後くらいに基本情報技術者試験を受験することにしています（試験日は12月23日）。来週からこの学習もスタート予定。受験する理由や学習プランについてはまた改めて書きます。

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