情報処理工学12資料 /infoeng12

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1. 情報処理⼯学 第12回
   藤⽥ ⼀寿
   公⽴⼩松⼤学保健医療学部臨床⼯学科
   

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2. プロトコル
   

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3. プロトコル
   • ネットワークを通じてコンピュータ
   同⼠がやり取りするための取り決め．
   • この取り決めがないと情報が伝わら
   ない．
   ⽇本しか分からない
   英語しかわからない
   情報が伝わらない
   英語で伝えるというルールにする
   情報が伝わる
   英語がわかる 英語がわかる
   

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4. プロトコルとOSI参照モデル
   • プロトコル
   • どのようなケーブルを使うか．
   • どのような形式で情報を送るか．
   • など
   • プロトコルを7層に分けたものがOSI参照モデル
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5. TCP/IP
   • インターネットの通信で事実上の標準（デファクトスタンダード）と
   して⽤いられる通信プロトコル
   • IP (Internet Protocol)
   • 複数のネットワークをつないで，その上をパケットが流れる仕組みを規定．
   • 第3層
   • TCP (Transmission Control Protocol)
   • 正しく情報が送られたことを保証する仕組みを規定．
   • 第4層
   • インターネットの技術をそのままLANなどに応⽤したネットワークを
   イントラネットと呼ぶ．
   

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6. ネットワークのサービスとプロトコル
   • HTTP (HyperText Transfer Protocol )
   • Webサイトの転送に利⽤するためのプロトコル．
   • FTP (File Transfer Protocol)
   • ファイル送信サービスを利⽤するためのプロトコル．
   • NTP (Network Time Protocol)
   • コンピュータの時間合わせを⾏うためのプロトコル．
   〇〇.thmlを⾒たい
   送るよ
   

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7. 電⼦メールのためのプロトコル．
   • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
   • 電⼦メールを送受信するためのプロトコル．
   • POP (Post Office Protocol)
   • メールサーバに溜まった電⼦メールを⾃分のコンピュータに読み込むため
   のプロトコル．
   • メールサーバから⾃分のコンピュータに電⼦メールを移動させることを受
   信と考えると，受信⽤のプロトコルとも⾔える．
   送るよ 受け取るよ
   受け取りたい
   送るよ
   

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8. 演習
   • データの保存やデータ通信プロトコル（通信⼿順などの約束
   事）について誤っているのはどれか．
   1. HTTP：Webページの閲覧に⽤いられるプロトコル
   2. TCP/IP：インターネットで使われている基本的プロトコル
   3. DICOM：医療⽤ディジタル画像に関するフォーマット
   4. SSL：電⼦メールの送信⽤プロトコル
   5. FTP：ファイル転送に⽤いられるプロトコル
   

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9. 演習
   • データの保存やデータ通信プロトコル（通信⼿順などの約束
   事）について誤っているのはどれか．
   1. HTTP：Webページの閲覧に⽤いられるプロトコル
   2. TCP/IP：インターネットで使われている基本的プロトコル
   3. DICOM：医療⽤ディジタル画像に関するフォーマット
   4. SSL：電⼦メールの送信⽤プロトコル
   電⼦メールの送受信で使われるのはSMTP，SSL (Secure Sockets Layer)は
   通信を暗号化するための仕組み．
   5. FTP：ファイル転送に⽤いられるプロトコル
   

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10. インターネット
    

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11. インターネット
    • 家や会社，学校などの単位ごとに作られた１つ１つのネット
    ワークが更に外のネットワークともつながるようにした仕組み(
    総務省，国⺠のための情報セキュリティサイトより)．
    ーネットは、家や会社、学校などの単位ごとに作られた１つ１つのネットワークが、さらに外
    トワークともつながるようにした仕組みです。外のネットワークと接続するために、ルータと呼
    機器や、インターネットサービスプロバイダと呼ばれる通信事業者のサービスを利用します
    模でコンピュータ同士を接続した、最も大きいネットワークといえます。
    ワーク上で、情報やサービスを他のコンピュータに提供するコンピュータをサーバ、サーバ
    (http://www.soumu.go.jp/main_sosiki/joho_tsusin/security/basic/service/02.html)
    

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12. インターネット・サービス・プロバイダ (ISP)
    • しばしばプロバイダとも呼ばれる．
    • ユーザに対しユーザのコンピュータをインターネットへ接続す
    るための⼿段をサービスとして提供する事業者のこと．
    光回線など
    ISP
    インターネット
    

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13. IPアドレス
    • インターネット（TCP/IPのネットワーク）につながっているコ
    ンピュータやネットワークを管理する番号のこと．
    • インターネット上の住所の意味合い．
    • IPアドレスは重複してはならない．
    192.168.1.1
    192.168.1.2 192.168.1.6
    192.168.1.2
    重複はダメ
    

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14. IPアドレスの値
    • IPアドレスは32桁の2進数で表される (IPv4)．
    • 例：11000000101010000000000100000001
    • これを10進数に直したものを⼈間は普段使っている．
    • 例：192.168.1.1
    • 8ビットごとに . が⼊る．
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15. グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス
    • グローバルIPアドレスアドレス
    • インターネットで⽤いるIPアドレス
    • １つの番号が世界でただ⼀つの機器を指し⽰すことが保証されなければな
    らないため，地域ごとのNIC (Network Information Center)と呼ばれる⺠間
    の⾮営利機関によって管理されている．
    • JPNIC(社団法⼈⽇本ネットワークインフォメーションセンター)
    • プライベートIPアドレス
    • LAN内で使えるIPアドレス
    • LAN内で重複しなければ，システム管理者が⾃由に使うことができる．
    • プライベートIPアドレスとして使えるものは，10.0.0.0-10.255.255.255，
    172.16.0.0-172.31.255.255，192.168.0.0-192.168.255.255である．
    

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16. IPv6
    • IPv4（前述のIPのこと）の後継のプロトコル．
    • IPv6ではIPアドレスを2^128個使⽤できる．
    • IPv4ではIPアドレスが2^32（約43億）個しか使えないため，
    IPv6への移⾏が緩やかに⾏われている．
    

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17. ドメイン名
    • IPアドレスは数字の羅列であるため，⼈間にとっては覚えにく
    いしわかりにくい．
    • IPアドレスに対して，⽂字で別名を付けたものをドメイン名と
    いう．
    • 例
    • www.uec.ac.jpは130.153.9.34を表す．
    • acに当たる部分は，acなら⼤学，coなら企業のように組織の種
    類を表す．
    • jpの部分は国を表す．
    

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18. ドメイン名の管理
    • IPアドレスとドメイン名は⼀対⼀に対応しなければならない．
    • ⽇本ではJPRS (⽇本レジストリサービス)が管理している．
    • IPアドレスとドメイン名を結びつける仕組みをDNS(Domain
    Name System) という．
    • DNSを提供するサーバのことをDNSサーバと⾔う．
    www.foobar.jpはどこ
    192.168.1.1だよ
    DNSサーバ
    

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19. IPアドレスのネットワーク部とホスト部
    • IPアドレスはネットワークごとに分かれるネットワークアドレ
    ス部とネットワーク内でコンピュータを識別するためのホスト
    アドレス部に分かれる．
    • 例えば，次のIPアドレスは頭の２４ビットがネットワークアド
    レスを表し，後ろの８ビットがホストアドレスを表す．
    • 11000000 10101000 00000001 00000011
    • 192.168.1.3
    

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20. IPアドレスのクラス
    • IPアドレスにはネットワークの規模によって⼤きく３つのクラスに分
    かれている．
    • クラスA
    • 0.0.0.0 ‒ 127.255.255.255
    • ⼤規模ネットワーク⽤
    • ネットワークアドレス部がIPアドレスの先頭８ビット
    • クラスB
    • 128.0.0.0 - 191.255.255.255
    • 中規模ネットワーク⽤
    • ネットワークアドレス部が先頭１６ビット
    • クラスC
    • 192.0.0.0 ‒ 223.255.255.255
    • ⼩規模ネットワーク⽤
    • ネットワークアドレス部が先頭２４ビット
    

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21. サブネットワーク
    • ネットワークに接続する機器が多い場合，管理しやすくするた
    めに⼩さく分割したネットワークにする．その⼩さく分割した
    ネットワークのことをサブネットワーク（サブネット）という．
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22. サブネットマスク
    • ネットワークをサブネットに分割する際，サブネットに所属する機器
    のIPアドレスはまとまっていたほうが（連番のほうが）管理しやすい．
    • IPアドレスの範囲を表したものをサブネットマスクという．
    • 192.168.0.1から192.168.0.255の範囲のIPアドレスを1つのサブネット
    で使いたい場合
    • 11000000 10101000 00000000 00000001 (192.168.0.1)から
    • 11000000 10101000 00000000 11111111 (192.168.0.255)まで
    • １つのサブネットが使う．
    • １つのサブネットが⽤いる２進数表⽰のIPアドレスを⾒ると，１つのサブネット
    内でIPアドレスの先頭２４ビットは共通している．
    • 共通する２進数部分を１とすると
    • 11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0)
    • となる．これがサブネットマスクである．
    

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23. サブネットマスクの例
    • 192.168.0.1から192.168.0.255の範囲のIPアドレスを４つのサブネッ
    トで使いたい場合
    • サブネット１：11000000 10101000 00000000 00000001から
    • 11000000 10101000 00000000 00111110
    • サブネット２：11000000 10101000 00000000 01000001から
    • 11000000 10101000 00000000 01111110
    • サブネット３：11000000 10101000 00000000 10000001から
    • 11000000 10101000 00000000 10111110
    • サブネット４：11000000 10101000 00000000 11000001から
    • 11000000 10101000 00000000 11111110
    • 以上の範囲のIPアドレスをそれぞれのサブネットで使う事となる．
    • 以上から分かるようにサブネットマスクは
    • 11111111 11111111 11111111 11000000 (255.255.255.192)
    • となる．
    

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24. サブネットマスクとIPアドレス
    • サブネットマスクが255.255.255.192のとき，次のIPアドレスの
    ネットワークアドレス部とホストアドレス部を確認する．
    • 11000000 10101000 00000000 11000001
    • サブネットマスクが１の部分，つまりIPアドレスの先頭２６
    ビットまでがネットワークアドレス部となる．ネットワークア
    ドレス部の最後の２ビットはサブネットを表す．
    • サブネットマスクが０の部分，つまりIPアドレスの後ろ６ビッ
    トがホストアドレス部となる．
    

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25. サブネットマスクの表記
    • サブネットマスクとIPアドレスの表記には３種類ある．
    • ２進数表記（省略）
    • １０進数表記１
    • 192.168.0.1/ 255.255.255.0
    • 上記の表記では，IPアドレスは192.168.0.1，サブネットマスクは
    255.255.255.0となる．
    • １０進数表記２
    • 192.168.0.1/ 24
    • 上記の表記では，IPアドレスは192.168.0.1である．２４はサブネットマス
    クが先頭２４ビット１であることを⽰すため，サブネットマスクは
    255.255.255.0となる．
    

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26. サブネットマスクの注意
    • ホストアドレス部が全て０のIPアドレスはネットワークアドレ
    スとなる．
    • ホストアドレス部が全て１のIPアドレスはブロードキャストア
    ドレスとなる．
    

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27. DHCP
    • LANにつなぐ機器が増えると１台１台にIPアドレスを振り分け
    るのが難しくなる．
    • DHCP (Dynamic Host Configuration Protcol) を使うことで，IP
    アドレスなどのネットワーク設定を⾃動で⾏うことができる．
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28. NAT
    • グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを１対１で結
    びつけて，相互に変換を⾏う．インターネットに同時に接続で
    きる台数はグローバルIPアドレスの個数分だけ．
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    (⾦⾕，服部，基礎から学ぶ医療情報)
    

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29. プロキシサーバー
    • プロキシサーバー (Proxy Server：代理サーバ)は，内部のコン
    ピュータが外部に接続する際，内部のコンピュータの代わりに
    外部にアクセスするサーバである．
    • 外部への接続を集中管理できるためセキュリティ対策にもちい
    られる．
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    (⾦⾕，服部，基礎から学ぶ医療情報)
    

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30. 演習
    • 誤っている組み合わせはどれか．第30回ME2種
    1. ファイル形式 - IPv6
    2. 解像度 - dpi
    3. カラー表⽰ - RGB
    4. 写真 - JPEG
    5. 画素 - pixel
    

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31. 演習
    • 誤っている組み合わせはどれか．第30回ME2種
    1. ファイル形式 - IPv6
    2. 解像度 - dpi
    3. カラー表⽰ - RGB
    4. 写真 - JPEG
    5. 画素 - pixel
    

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32. 演習
    • IP アドレスについて誤っているのはどれか。 第33回臨床⼯学技
    ⼠国家試験
    1. IPv4 は 8 ビットごとに 192．168．100．1 のように表記して
    いる。
    2. ネットワークアドレス部とホストアドレス部で構成される。
    3. グローバル IP アドレスは各国の政府機関で管理されている。
    4. LAN 内のみで使えるアドレスをプライベート IP アドレスとい
    う。
    5. 枯渇に対応して 128 ビットの IPv6 への移⾏が進められている。
    

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33. 演習
    • IP アドレスについて誤っているのはどれか。 第33回臨床⼯学技
    ⼠国家試験
    1. IPv4 は 8 ビットごとに 192．168．100．1 のように表記して
    いる。
    2. ネットワークアドレス部とホストアドレス部で構成される。
    3. グローバル IP アドレスは各国の政府機関で管理されている。
    地域ごとのNIC (Network Information Center)と呼ばれる⺠間の⾮営利機関
    によって管理されている．
    4. LAN 内のみで使えるアドレスをプライベート IP アドレスとい
    う。
    5. 枯渇に対応して 128 ビットの IPv6 への移⾏が進められている。
    

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34. 演習
    • コンピュータネットワークに関係する⽤語とその機能との組み
    合わせで正しいのはどれか．第28回臨床⼯学技⼠国家試験
    a. DNS IPアドレスとホスト名の変換
    b. WPA 広域ネットワーク
    c. HTML インターネット上の資源の位置を表す識別⼦
    d. HTTP 光ファイバを⽤いたインターネット接続サービス
    e. SMTP 電⼦メールの配送
    

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35. 演習
    • コンピュータネットワークに関係する⽤語とその機能との組み合わせ
    で正しいのはどれか．第28回臨床⼯学技⼠国家試験
    a. DNS IPアドレスとホスト名の変換
    正しい．
    b. WPA 広域ネットワーク
    無線LANの暗号化⽅式．よって間違い．広域ネットワークはWAN．
    c. HTML インターネット上の資源の位置を表す識別⼦
    HTMLはHyper Text Markup Languageの略でウェブサイトを作るときに⽤いられる．
    よって間違い．
    d. HTTP 光ファイバを⽤いたインターネット接続サービス
    HTTPはウェブサイトの閲覧で⽤いられるプロトコル．よって間違い．
    光ファイバーはFTTH．
    e. SMTP 電⼦メールの配送
    正しい．
    

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36. 演習
    • コンピュータネットワークに関係する⽤語と説明との組み合わ
    せで間違っているのはどれか．第31回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. TCP/IP インターネットで⽤いられる標準プロトコル
    2. FTP ファイル転送のためのプロトコル
    3. HTTPS 通信内容を暗号化したHTTPプロトコル
    4. SMTP ネットワーク管理のためのプロトコル
    5. POP 電⼦メールをサーバから取得するためのプロトコル
    

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37. 演習
    • コンピュータネットワークに関係する⽤語と説明との組み合わ
    せで間違っているのはどれか．第31回臨床⼯学技⼠国家試験
    1. TCP/IP インターネットで⽤いられる標準プロトコル
    2. FTP ファイル転送のためのプロトコル
    3. HTTPS 通信内容を暗号化したHTTPプロトコル
    4. SMTP ネットワーク管理のためのプロトコル
    SMTPはSimple Mail Transfer Protocolの略で電⼦メールを送受信（転送）
    するためのプロトコル．
    5. POP 電⼦メールをサーバから取得するためのプロトコル
    

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38. 中間試験
    • 第15回（2⽉2⽇）講義の後半に実施
    • 時間は30分
    • 範囲は第8回（ハードウェア）から第14回（セキュリティ）の講
    義で取り扱った内容
    • 国家試験，ME2種の過去問を改変したものを出題
    • 持ち込みあり
    • 不合格となった学⽣がいた場合は，再試の連絡を掲⽰板する．
    • 定期試験ができると国家試験もできるようになるので頑張ろう．
    

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