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ローカルエリアネットワーク（LAN）は、単一の物理的な場所にあるコンピュータを相互接続するコンピュータネットワークです。これは最も一般的なタイプのコンピュータネットワークであり、オフィスや学校などの家庭や建物で使用され、 [1] [2] [3]、インターネットアクセスを含む相互間でデータやデバイスを共有します。イーサネットとWi-Fiは、ローカルエリアネットワークで使用される2つの最も一般的なテクノロジーです。歴史的なネットワークテクノロジーには、ARCNET、トークンリング、AppleTalkがあります。
LAN は、より広い地理的距離をカバーするだけでなく、通常は専用の通信回線も使用する広域ネットワーク(WAN) とは対照的です。
ケーブル配線
ほとんどの有線ネットワーク インフラストラクチャでは、 RJ45互換の終端を備えたカテゴリ 5またはカテゴリ 6 のツイスト ペアケーブルが使用されています。このメディアは、多数の IP 対応デバイスに存在するイーサネットインターフェイス間の物理的な接続を提供します。ケーブルのグレードとインストールの品質に応じて、最大 10 Mbit/s、100 Mbit/s、1 Gbit/s、または 10 Gbit/s の速度がサポートされます。
無線LAN
無線LANでは、ユーザーはカバーエリア内を自由に移動できます。無線ネットワークは、インストールが簡単なため、住宅や小規模ビジネスで人気が高まっています。ほとんどの無線LANは、無線アダプタとしてWi-Fiを使用し、無線無線信号技術（IEEEによって認定された802.11ネットワーク）を使用します。ほとんどの無線対応住宅用デバイスは、802.11bおよび802.11gでは2.4GHz 、802.11aでは5GHzの周波数で動作します。一部のホームネットワーキングデバイスは、両方の無線帯域信号で動作し、802.11nまたは802.11ac規格に該当します。Wi -Fiは、IEEE 802.11技術のマーケティングおよびコンプライアンス認定です。[4] Wi -Fi Allianceは準拠製品をテストし、相互運用性を認定しています。この技術は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップに統合できます。ゲストには、ホットスポットサービス経由でインターネットアクセスが提供されることがよくあります。
インフラと技術
オフィスや学校の建物内のシンプルな LAN は、一般的にケーブルと 1 つ以上のネットワーク スイッチで構成されます。スイッチは、LAN 上のデバイスがイーサネット経由で互いに通信できるようにするために使用されます。スイッチは、インターネットアクセスのために、ルーター、ケーブル モデム、またはADSL モデムに接続できます。住宅の LAN には通常、ルーターが 1 台しかなく、無線リピータが含まれることもよくあります。LAN には、ファイアウォール、ロード バランサ、ネットワーク侵入検知など、さまざまなネットワーク デバイスを含めることができます。[5]無線デバイスをネットワークに接続するには、無線アクセス ポイントが必要です。ルーターにこのデバイスが含まれている場合は、無線ルーターと呼ばれます。
高度な LAN は、ループを防止するためにスパニング ツリー プロトコルを使用するスイッチとの冗長リンクの使用、サービス品質(QoS) を介して異なるトラフィック タイプを管理する機能、およびVLANを使用してトラフィックを分離する機能によって特徴付けられます。ネットワーク ブリッジは、多くの場合、有線のみのデバイスにワイヤレス ネットワーク メディアへのアクセスを許可するため、2 つの異なるネットワーク インターフェイスを相互にバインドします。
ネットワークトポロジは、デバイスとネットワークセグメント間の相互接続のレイアウトを表します。データリンク層と物理層では、リング、バス、メッシュ、スターなど、さまざまなLANトポロジが使用されています。スタートポロジは現在最も一般的なものです。無線LAN（WLAN）にも、各ノードが直接接続する（ Wi-Fi Directとしても標準化されている）独立基本サービスセット（IBSS、アドホックネットワーク）または基本サービスセット（BSS、無線アクセスポイントを使用するインフラストラクチャネットワーク）のトポロジがあります。[6]
ネットワーク層の構成
DHCPは、ローカルエリアネットワークのメンバーに内部IPアドレスを割り当てるために使用されます。DHCPサーバーは通常、エンドデバイスをクライアントとするルーター[7]上で実行されます。すべてのDHCPクライアントは、 IPアドレス、デフォルトルート、および1つ以上のDNSサーバーアドレスを取得するために、DHCPプロトコルを使用して構成設定を要求します。クライアントがこれらの設定を実装すると、そのインターネット上で通信できるようになります。[8]
プロトコル
かつては、上位のネットワーク層ではNetBIOS、IPX/SPX、AppleTalkなどのプロトコルが一般的でしたが、現在ではインターネット プロトコル スイート(TCP/IP) がほぼすべてのローカル エリア ネットワークの標準として普及しています。
他のLANへの接続
LAN は、専用回線、専用サービス、または仮想プライベート ネットワークテクノロジを使用したインターネット経由で他の LAN との接続を維持できます。接続の確立方法とセキュリティ保護方法、および距離に応じて、リンクされた LAN はメトロポリタン エリア ネットワーク(MAN) またはワイド エリア ネットワーク(WAN)として分類されることもあります。
インターネットへの接続
ローカルエリアネットワークは、固定回線（DSL / ADSLモデム[9]など）を介して、またはセルラーモデムや衛星モデムを使用してインターネット（ WANの一種）に接続できます。これらではさらに、 VDSLやVDSL2などの電話線、同軸ケーブル、または光ファイバーケーブルを住宅やオフィスビルに直接配線するためのファイバートゥザホームが使用されます。後者の非固定回線の場合には、セルラーモデムや衛星放送受信アンテナが使用されます。インターネットアクセスでは、インターネットサービスプロバイダー（ISP）がネットワークに単一のWAN向けIPアドレスを付与します。ルーターには、WANインターフェイス上のプロバイダーのIPアドレスが設定され、ネットワークアドレス変換によってLAN内のすべてのデバイス間で共有されます。
ゲートウェイは、サービス プロバイダーのネイティブ通信インフラストラクチャを介して、WAN への物理およびデータ リンク層の接続を確立します。このようなデバイスには通常、イーサネット用のネットワーク インターフェイス コントローラーにバインドされたケーブル、DSL、または光モデムが含まれています。家庭用および小規模ビジネス クラスのルーターは、利便性を高めるためにこれらのデバイスに組み込まれていることが多く、ワイヤレス アクセス ポイントと 4 ポート イーサネットスイッチも統合されていることがよくあります。
既存の家庭内配線を介して高速（最大1Gbit/s）のローカルエリアネットワークを提供するITU-T G.hnおよびIEEE Powerline規格は、IPTV配信用に特別に設計されたホームネットワーク技術の例です 。 [ 10 ] [関連性あり? ]
LANの歴史と発展
初期のインストール
1960年代後半、大学や研究室におけるコンピュータの需要と利用が増加したため、コンピュータシステム間の高速相互接続の必要性が生じた。ローレンス放射線研究所が1970年に発表した「オクトパス」ネットワークの成長に関する報告書は、状況をよく表している。[11] [12]
1970 年代には、実験的および初期の商用 LAN 技術が数多く開発されました。イーサネットは、1973 年から 1974 年にかけてXerox PARCで開発されました。 [13] [14] Cambridge Ringは、1974 年からケンブリッジ大学で開発されました。[15] ARCNET は、1976 年にDatapoint Corporationによって開発され、1977 年に発表されました。 [16] ARCNETは、1977 年 12 月にニューヨークのChase Manhattan Bankに初めて商用導入されました。 [17] 1979 年、[18]欧州議会の電子投票システムは、数百 (420) のマイクロプロセッサ制御の投票端末を、マスター/スレーブ (テクノロジ) 仲裁を備えたマルチドロップ バスを使用して投票/選択中央ユニットに接続する LAN の最初の導入でした。[疑わしい–議論する]ストラスブールとルクセンブルクの欧州議会半円形議事堂のベンチ内に設置された、電話システムに使用されるものと同じ、シンプルなシールドなしツイストペアカテゴリー3ケーブル10キロメートルが使用されていました。[19]
1970 年代後半にCP/Mオペレーティング システムを使用したパーソナル コンピュータが開発され普及し、 1981 年にはDOSベースのシステムも登場したため、多くのサイトで数十台、数百台のコンピュータが使用されるようになりました。ネットワーク化の原動力となったのは、当時は高価だったストレージとプリンタを共有することでした。このコンセプトには大きな熱狂が巻き起こり、1983 年頃から数年間、コンピュータ業界の専門家は、来たる年を「LAN の年」と宣言し続けました。[20] [21] [22]
競合する標準
実際には、互換性のない物理層とネットワーク プロトコルの実装が急増し、リソースを共有する方法が多すぎるため、このコンセプトは台無しになりました。通常、各ベンダーは独自のタイプのネットワーク カード、ケーブル、プロトコル、およびネットワーク オペレーティング システムを持っています。Novell NetWareの登場により、数十種類の競合するカードとケーブル タイプを公平にサポートし、ほとんどの競合製品よりもはるかに高度なオペレーティング システムを提供するという解決策が生まれました。
NetWare の競合企業の中で、同等の技術的強みを持っていたのはBanyan Vinesだけだったが、Banyan は確固たる基盤を築くことはできなかった。3Comは3+Shareを、Microsoft はMS-Net を開発した。これらはその後、 Microsoftと 3Comの協力の基盤となり、シンプルなネットワーク オペレーティング システムLAN Managerとその類似製品である IBM のLAN Server が開発された。これらのいずれも永続的な成功を収めることはなく、Netware は 1983 年の導入直後から Microsoft がWindows NT を導入した 1990 年代半ばまで、パーソナル コンピュータ LAN ビジネスを独占した。[23]
1983年、TCP/IPはバージニア州レストンにある国防通信局のLANテストベッドで、実際の国防総省のアプリケーションをサポートできることが初めて示されました。[24] [25] TCP/IPベースのLANは、Telnet、FTP、国防総省のテレビ会議アプリケーションを正常にサポートしました。[26]これにより、TCP/IP LANを使用して、米国全土の司令センターにある世界規模の軍事指揮統制システム（WWMCCS）コンピューターを相互接続できることが実証されました。 [27]しかし、それが実現する前に、WWMCCSはグローバル指揮統制システム（GCCS）に置き換えられました。
同じ時期に、Unix ワークステーションはTCP/IP ネットワークを使用していました。ワークステーション市場セグメントは現在大幅に縮小していますが、この分野で開発されたテクノロジはインターネットやあらゆる形態のネットワークに引き続き影響を与えており、TCP/IP プロトコルは、初期の PC LAN で使用されていたIPX、AppleTalk、NBFなどのプロトコルに取って代わりました。
エコネットは、学校や中小企業向けに開発された、エイコーンコンピュータ社の低価格ローカルエリアネットワークシステムである。1981年にエイコーンアトムおよびエイコーンシステム2/3/4コンピュータ向けに開発された。[ 28 ] [ 29 ]
さらなる発展
1980年代には、LAN用のトークンリングネットワーク実装がいくつか開発されました。[30] [31] IBMは1985年に独自のトークンリング実装をリリースしました。[32] [33]これは、4 Mbit/s。[34] IBM は、自社のトークンリングシステムが、特に負荷がかかった状態ではイーサネットよりも優れていると主張したが、この主張は議論を呼んだ。[35] [36] IBM のトークンリングの実装は、IEEE 802.5 標準の基礎となった。[37]トークンリングの 16 Mbit/s バージョンは、1989 年に 802.5 ワーキンググループによって標準化された。[38] IBM はトークンリングの市場を支配しており、たとえば 1990 年には、IBM の機器がトークンリングネットワークで最も広く使用されていた。[39]
ファイバー分散データインターフェース（FDDI）は、LAN標準規格であり、既存のイーサネットネットワークが10 Mbit/sのデータ速度しか提供せず、トークンリングネットワークが4 Mbit/sまたは16 Mbit/sの速度しか提供しなかったため、1990年代前半から中頃にかけて魅力的なキャンパスバックボーンネットワーク技術と考えられていました。したがって、FDDIは100 Mbit/sなどの速度を備えた、当時としては比較的高速な選択肢でした。1994年までに、ベンダーにはシスコシステムズ、ナショナルセミコンダクター、ネットワーク周辺機器、SysKonnect（マーベルテクノロジーグループが買収）、3Comが含まれていました。[40] FDDIのインストールは、イーサネットの展開に大部分置き換えられました。[41]
参照
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「LAN の年」というのは長年のジョークであり、1982 年に最初にそれを宣言したコメディアンは私であることを率直に認めます...
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…長年にわたり、数多くのコンピュータ雑誌が「LAN の年」と宣言していたことを覚えているでしょう。
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...これは、コンピュータ業界の専門家が 10 年近くにわたって予測していた LAN の年に少し似ています...
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズのローカルエリアネットワーク (LAN) に関連するメディア