技術アウトプット（CCNA編）
初めまして！エンジニアファーストの会社、株式会社CRE-COのTaiseiと申します！まだエンジニアとしての経験は足りていないですが、自分自身が得た技術をアウトプットして落とし込んでいきたいと思いnoteを書いています。
初めの投稿は何にしようか考えたんですが、兼ねてから勉強しているCCNAにしようと思います。自分が現在勉強している段階でも良かったですが、せっかくなので初めから学び直してアウトプットしていきたいと思いますので是非読んでいただけると嬉しいです！
※本記事では下記を中心に参考文献から学習した結果、要点をまとめて投稿しています。
ネットワークの基礎について
皆さんはネットワークについて説明してくださいと言われた時にどのように説明しますか？私はエンジニアになりたての頃、この質問をされたときにすぐに答えられませんでした。小学生の頃からインターネットやネットワークという言葉を使っていましたが、いざ説明してくださいと言われると中々難しいなと思いました。そんなネットワークについてです！
ネットワークとはー
パソコンやスイッチ、ハブなどの複数の要素（ノード）が相互に接続され通信ができる状態になっているものです。ノード同士を結ぶ線をリンク、リンク上のデータの流れをフローと言います。またネットワーク上を流れる情報や量をトラフィックと言います。ネットワークの種類は大きく3種類あります。
1.LAN(local area network)
まず一つ目のネットワークがLANです。LANは家庭やビルといった建物や施設内などといった程度の中の範囲で利用されているネットワークになります。LANでは配線や機器の設置を自分たちで自由に行えますしメンテナンスなども基本的に自分たちで行うこととなります。下記のイラストの繋げ方であれば有線LANそしてよく聞く無線LANがあります。
ちなみに無線LANとWi-Fiは同じ意味ではありません。これは私がエンジニアになる前、Wi-Fiの飛び込み営業時代の話です。当時私は無線LANとWi-Fiは同じだと思っておりそういう認識でいました。ほとんどのお客様は、Wi-Fiは使えればいいやと特にこだわっていないので無線LANについての説明は詳しくしないのですが、たまにいらっしゃるのがとてもこだわっている方です。そのこだわっている方に無線LANとWi-Fiについて聞かれ答えられなかっtの今でも覚えています笑。ネットで調べてみても同じ認識でいる人は多かったので、詳しくない人はみんなそうなんじゃないかと思います。もしそんなことなかったら僕はエンジニア失格です笑。
話は二つの違いに戻りますが、無線LANは無線で構築されたネットワークの事で、Wi-Fiは無線通信の規格の一つになっています。つまり、Wi-Fiは無線LANの一種という訳です！動物で例えるならネコ科(無線LAN)の中のトラ(Wi-Fi)のようなことです。これだとわかりやすいですね。他にも皆さんがよく聞く言葉だとBluetoothも無線LANの一種になっています。
2.WAN(wide area network)
そして二つ目のネットワークがWANです。こちらは本社と支社といった地域的に離れた二つのLANを繋ぐネットワークです。WANに関しては自分たちで機器の設置や配線は行えず、通信事業者のサービスを使用することとなります。
3.インターネット(internet)
そして三つ目がよく聞くインターネットです。インターネットとは数多くのネットワークを接続した地球規模のインターネットのことです。このインターネットとは上述のLANなどからインターネットプロバイダ(ISP)を介して接続します。
以上三つの種類にネットワークは分類されます。LANとWANに関しては英語にすると覚えやすいですし、インターネットは日常的に使う言葉なので覚えやすいかと思います。これでインターネットやネットワークの言葉の意味が分かりましたね！この辺りはCCNAの基礎中の基礎と言いますか、ネットワークの基礎となるので覚えておきたいところです。
続いてネットワークの接続形態や通信方式についてです。
ネットワークトポロジ
ネットワークトポロジとは端末やネットワーク機器をどのように接続しているのかの接続形態のことを指します。大きく４種類ありそれぞれ特徴があります。今回はそちらを紹介していきます。
1.バス型
バス型とは基幹となるケーブルに各ノードを接続する形態です。バス(ケーブル)に障害が発生するとノード間の通信がストップします。
2.リング型
隣接しているノードを円状に接続する形態です。１箇所で障害が発生すると全体に影響が出ます。
3.スター型
中央の集線装置に各ノードを接続する形態です。こちらが現在主流の接続形態となります。
4.メッシュ型
ノード間をそれぞれ接続する形態です。リンクが多くなりますがどこか１箇所で障害が起きても他のノードを経由することで通信が可能です。全てのノードを互いに接続している形態をフルメッシュと言い、部分的になっているものをバーシャルメッシュと言います。
以上4種類の紹介でした。実はもう一種類ありまして、これらの接続形態を複数組み合わせた形態をハイブリッド型と言います。こちらも覚えておきましょう。
それぞれの特徴をまとめると以下のようになります！
バス型 基幹となるバスに各ノードを繋げる接続形態。バスに障害が起きると通信ができなくなる。
リング型 隣接しているノードを円状に繋げる接続形態。1箇所で障害が発生すると全体に影響が出る。
スター型 中央の集線装置に各ノードを接続する接続形態。
メッシュ型 ノード間をそれぞれ繋いだ接続形態。障害に強い。
ハイブリッド型 上記4種類をそれぞれ組み合わせた接続形態。
続いて通信の方式についてです！
通信方式について
通信を行う際は宛先によって三つの通信方式があります。通信する際には宛先をアドレスというもので指定するのですが、それぞれで使用するアドレスが異なります。
1.ユニキャスト
ある特定の宛先に対してのみ、データを送信する方式です。１対１での通信となるため、通信したい相手を指定するアドレスを使用します。
2.ブロードキャスト
不特定多数に対して同じデータを送信する方式です。１対多数での通信方式になるので、全体あてを意味するアドレスを使います。全体と言っても同一のネットワーク(同一のIPアドレス内)の範囲内ということになります。
一つのデータを送信すれば途中の集線装置などが自動で複製し転送します。しかし、そのデータを必要としていない端末にもデータが届いてしまうため、ネットワークに負荷がかかりやすくなってしまいます。
3.マルチキャスト
ある特定のグループに対して同じデータを送信する方式です。１対グループでの通信となっています。グループを指定するアドレスを使用します。
宛先をマルチキャストにすることで、ブロードキャスト同様に途中の集線装置などが複製して転送してくれます。同じことをユニキャストで行おうとすると、送信元が宛先の数だけパケットを複製しなければなりません。
通常の集線装置の場合、マルチキャスト宛であっても全端末に届いてしまいますが、受信した端末はそれを無視できるのでブロードキャストのような負担がかかりません。設定次第ですが、必要としている端末だけに転送することもできるため効率の良い通信方式となります。
以上3種類の通信方式があります。それぞれの特徴を覚えておきたいですね。
ユニキャスト １対１の通信方式。通信したい相手を指定するアドレスを使う。
ブロードキャスト １対多数の通信方式。全体あてを意味するアドレスを使う。大量に使用すると負担が大きい。
マルチキャスト ある特定のグループに送信する通信方式。グループを指定するアドレスを使う。ブロードキャストに比べて負担が少ない。
エンジニアになる前から聞いてはいたけど意味がわからなかった単語がいくつかあります。そのうちの一つがプロトコルです。今回は最後にプロトコルについてまとめて終わりたいと思います。
プロトコル
プロトコルとはコンピュータ同士でデータをやり取りする際にデータをどのような形式でどのような手順で送るかまたは受け取るかを決める規則のことです。ネットワーク上での通信の手順や規約を定めたものを特に通信プロトコルと呼びます。いわば、データをやり取りする際のルールと言うわけですね。
ネットワークで使用されるプロトコルは一つではありません。インターネットでWEB検索したり、メールを送信したりする際にはそれぞれ役割が異なる複数のプロトコルが必要になってきます。
そうした複数のプロトコルを階層的に表したものをプロトコルスタックと言います。通信する際に必要な機能を階層化し、わかりやすくしたものとなります。その代表例がOSI参照モデルやインターネットで使われているTCP/IPモデルがあります。今回は長くなってしまったので次回この二つについてアウトプットしていきたいと思います。
記事を書くのは初めてでしたがとても楽しく、このように書くことによってさらに身につくなと言うのを感じました！まだまだ書いていることのレベルは低いですが、徐々に皆さんの役に立てるような記事を書けるように頑張りたいと思います！
いつもあるグループのブログを読んでいまして、そのうちの一人がブログの最後の締めを同じに文言で締めているのですがいつも素敵だなと思うので真似させていただきたいと思います笑。
今回はここまでです。最後まで読んでくださってありがとうございました。
エンジニアファーストの会社
株式会社CRE-CO Taisei
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