2024年度 学院等開講科目 情報理工学院 情報工学系
コンピュータネットワーク
- 開講元
- 情報工学系
- 担当教員
- 横田 理央
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 火1-2 (SL-101(S011)) / 金1-2 (SL-101(S011))
- クラス
- -
- 科目コード
- CSC.T345
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2025年3月14日
- 使用言語
- 日本語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
今やスマートフォンから5GやWIFIを通して他国のクラウドサーバにアクセスするのは日常生活の一部になっているが，その背景には無数の革新的な要素技術が絶妙なバランスで統合されている．本講義ではそれぞれの要素技術の歴史的背景や基本原理，長所と短所，堅牢性や拡張性の背景にある考え方を学習することで普段なにげなく使っている計算機ネットワークに対する本質的な理解を深め，より発展的なネットワークの業務や研究を遂行するための素地を提供する．
到達目標
計算機ネットワークを参照モデルの視点から階層的に説明できるようになる．
有線伝送や無線伝送におけるデジタル変調と多重化の原理を説明できるようになる．
データの誤りを検出・訂正できるようになる．
各々のプロトコルの短所や限界を理解し，適切に選択できるようになる．
パケット交換方式，ルーティング，TCP/IPの基本概念を理解し，これらの要素技術の意義を説明できるようになる．
暗号化技術の原理を理解し，その脆弱性を判断できるようになる．
キーワード
デジタル変調，多重化，誤り検出，誤り訂正，チャネル割り当て問題，イーサネット，無線LAN，スイッチング，ルーティング，輻輳制御，UDP，TCP，DNS，電子メール，ウェブ，ネットワークセキュリティ，対称鍵暗号，公開鍵暗号，デジタル署名，認証プロトコル
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
今年は対面で行う．講義は教科書にそってスライド形式で進めていき，レポートはGoogle Formを用いて行い，講義スライド及び教科書の内容から出題する．教科書は各自で準備すること．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | ネットワーク基礎知識1 プロトコルの階層化 | プロトコルの階層化と OSI 参照モデルの 各層の役割を説明できる |
| 第2回 | ネットワーク基礎知識2 ネットワークの構成要素 | 通信方針の分類ができ、リピータ、ブリッジ、 ルータの違いが説明できる |
| 第3回 | TCP/IP 基礎知識 TCP/IP プロトコルの階層モデル | TCP/IP とインターネットの関係を理解し、 プロトコルの階層モデルと通信例が挙げられる |
| 第4回 | データリンク1 イーサネットと無線通信 | イーサネットのフレームフォーマットを理解でき、 無線通信の規格と特性を評価できる |
| 第5回 | データリンク2 PPP、公衆アクセス網 | PPP のフレームフォーマットを理解でき、 公衆アクセス網の規格と特性を評価できる |
| 第6回 | IP プロトコル1 IP アドレスとルーディング | IP アドレスとネットワーク層の役割を理解し、ルーティングの挙動を予測・制御できる |
| 第7回 | IP プロトコル2 IPの分割処理とフォーマット | IP データグラムの分割処理、再構築処理ができ、IP のフレームフォーマットを説明できる |
| 第8回 | 理解度確認総合演習 (中間試験) | 第1回から第7回までの理解度確認と到達度自己評価 |
| 第9回 | IP に関連する技術 DNS, ARP, ICMP, DHCP, NAT | DNS, ARP, ICMP, DHCP, NATの仕組みと役割を説明できる |
| 第10回 | TCPとUDP1 トランスポート層の役割とポート番号 | トランスポート層の役割を理解し、IP アドレスとポート番号による識別ができる |
| 第11回 | TCPとUDP2 TCP と UDP プロトコル | TCP と UDP の違いを理解し、 再送制御、輻輳制御の原理を説明できる |
| 第12回 | ルーティングプロトコル RIP, OSPF, BGP, MPLS | ルーティングプロトコルを複数挙げられ、それらの特性を理解し場面に応じて選択できる |
| 第13回 | アプリケーションプロトコル SSH, FTP, SMTP, IMAP, HTML | 代表的なアプリケーションプロトコルを挙げられ、 それぞれの仕組み理解して使うことができる |
| 第14回 | セキュリティ ファイアウォール、暗号化技術 | 暗号技術の基礎を理解し、ネットワークを安全に使うことができる |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
“マスタリング TCP/IP(第6版)”, 竹下 隆史他, オーム社, ISBN-13: 978-4274068768
参考書、講義資料等
“Computer Networks (5th edition)”, A.S. Tanenbaum, D. J. Wetherall 著, Prentice-Hall, ISBN-13:
978-0132126953
成績評価の方法及び基準
演習 (20%)，中間試験 (30%)，期末試験 (50%) により評価する
関連する科目
- ICT.M310 ： 数理計画法
- MCS.T314 ： オペレーティングシステム
- 無線通信システム
履修の条件・注意事項
なし