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通信ネットワークは、ノード間でメッセージを交換するために使用される通信リンクによって相互接続されたノードのグループです。リンクは、回線交換、メッセージ交換、またはパケット交換の方法論に基づくさまざまなテクノロジを使用して、メッセージと信号を渡すことができます。
複数のノードが協力して、複数のネットワーク ホップを経由して、送信元ノードから宛先ノードにメッセージを渡すことができます。このルーティング機能では、ネットワーク内の各ノードに、ネットワーク上での識別と位置特定のためのネットワーク アドレスが割り当てられます。ネットワーク内のアドレスの集合は、ネットワークの アドレス空間と呼ばれます。
通信ネットワークの例としては、コンピュータネットワーク、インターネット、公衆交換電話網 （PSTN）、グローバルテレックスネットワーク、航空ACARSネットワーク[1]、携帯電話通信事業者の無線通信ネットワークなどがあげられる。
ネットワーク構造
これはネットワークの構造です。一般に、すべての通信ネットワークは概念的に 3 つの部分、つまりプレーン (個別のオーバーレイ ネットワークであると考えられるため、このように呼ばれます) で構成されます。
- データプレーン(ユーザー プレーン、ベアラ プレーン、または転送プレーンとも呼ばれる) は、ネットワークのユーザーのトラフィック、つまり実際のペイロードを伝送します。
- コントロールプレーンは制御情報 (シグナリングとも呼ばれる) を伝送します。
- 管理プレーンは、ネットワーク管理に必要な操作、管理、および管理トラフィックを伝送します。管理プレーンは、制御プレーンの一部と見なされることもあります。
データネットワーク
データ ネットワークは、個人と組織間の通信に世界中で広く使用されています。データ ネットワークを接続すると、ユーザーは、接続している特定のプロバイダーの外部でホストされているリソースにシームレスにアクセスできるようになります。インターネットは、さまざまな組織の多数のデータ ネットワークが相互に作用する最良の例です。
インターネットなどのIP ネットワークに接続された端末は、 IP アドレスを使用してアドレス指定されます。インターネット プロトコル スイート(TCP/IP) のプロトコルは、IP データ ネットワーク全体にわたるメッセージの制御とルーティングを提供します。IP を使用してメッセージを効率的にルーティングできるネットワーク構造は多数あります。次に例を示します。
- 広域ネットワーク(WAN)
- メトロポリタン エリア ネットワーク(MAN)
- ローカルエリアネットワーク(LAN)
MAN と LAN または WAN を区別する機能は 3 つあります。
- ネットワークの規模はLANとWANの中間です。MANの物理的エリアは直径5～50kmです。[2]
- MANは通常、単一の組織に属していません。ネットワークを相互接続する機器、リンク、およびMAN自体は、多くの場合、サービスを他者に提供またはリースする協会またはネットワークプロバイダーによって所有されています。[2]
- MANはネットワーク内でリソースを高速に共有する手段です。MANの範囲外のリソースにアクセスするために、WANネットワークへの接続を提供することがよくあります。[2]
データセンターネットワークも、マシン間の通信にTCP/IPに大きく依存しています。数千台のサーバーを接続し、非常に堅牢に設計されており、低遅延と高帯域幅を提供します。データセンターネットワークのトポロジは、障害回復力のレベル、段階的な拡張の容易さ、通信帯域幅と遅延を決定する上で重要な役割を果たします。[3]
容量と速度
半導体技術の進歩によって実現され、トランジスタ密度が2年ごとに倍増するという形で表現されるデジタルコンピュータの速度と容量の向上は、経験的にはムーアの法則によって説明されていますが、通信ネットワークの容量と速度も同様の理由で同様の進歩を遂げてきました。通信分野では、これは2004年にフィル・エドホルムによって提唱され、その名を冠したエドホルムの法則で表現されています。 [4]この経験法則によれば、通信ネットワークの帯域幅は18か月ごとに倍増し、1970年代から真実であることが証明されています。[4] [5]この傾向は、インターネット、[4] 、 セルラー（モバイル）、無線および有線のローカルエリアネットワーク（LAN）、およびパーソナルエリアネットワークで顕著です。[5]この発展は、金属酸化物半導体技術の急速な発展の結果です。[6]
参照
参考文献
- ^ 「通信ネットワーク - 通信ネットワークの種類」。2014年7月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年7月14日閲覧。[自費出版元? ]
- ^ abc 「メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）」。Erg.abdn.ac.uk。2015年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月15日閲覧。
- ^ Noormohammadpour, Mohammad; Raghavendra, Cauligi (2018 年7 月 28 日)。「データセンターのトラフィック制御: テクニックとトレードオフを理解する」。IEEE Communications Surveys & Tutorials。20 (2): 1492–1525。arXiv : 1712.03530。doi : 10.1109 / COMST.2017.2782753。S2CID 28143006 。
- ^ abc Cherry, Steven (2004). 「Edholm の帯域幅の法則」. IEEE Spectrum . 41 (7): 58–60. doi :10.1109/MSPEC.2004.1309810. S2CID 27580722.
- ^ ab Deng, Wei; Mahmoudi, Reza; van Roermund, Arthur (2012).空間周波数変換による時間多重ビームフォーミング。ニューヨーク: Springer。p. 1. ISBN 9781461450450。
- ^ Jindal, Renuka P. (2009). 「ミリビットからテラビット/秒、そしてそれ以上へ – 60 年を超えるイノベーション」2009第 2 回電子デバイスおよび半導体技術に関する国際ワークショップ。pp. 1–6。doi :10.1109/ EDST.2009.5166093。ISBN 978-1-4244-3831-0. S2CID 25112828. 2019年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年10月14日閲覧。