概要:
この講義はインターネット基盤技術である TCP/IP の仕組みを学ぶことで、企業や官公庁でネットワークを構築・運用するのに必要な基礎を習得することを目的としている。この講義では、まずインターネットワーキングとプロトコル階層化の概念を理解し、応用層プロトコルである Hypertext Transfer Protocol (HTTP) ならびに Domain Name System (DNS) を学ぶ。トランスポート層プロトコルである User Datagram Protocol (UDP) とTransmission Control Protocol (TCP) の詳細を学習したのちに、ネットワーク層プロトコルである Internet Protocol (IP) と経路制御(ルーティング)について学ぶ。最後にデータリンク層と物理層のプロトコル、ネットワークセキュリティの基礎的事項を学ぶ。この科目は企業でインターネットサービスを開発していた教員がその経験を生かし、インターネット工学について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方・方法:
毎週プリントを配布し、そのプリントにノートを記入していく形式で授業を進める。本講義ではプロトコル解析ソフトウェア(Wireshark)で実通信データを解析することで、机上の理論を実システムの通信データと関連づけて理解する。
注意点:
「情報科学」教育プログラムの必修科目である。継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。授業内容について、決められた期日までの課題(レポート)提出を求める。ノートパソコンを持参すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
シラバスを用いた授業の説明 ユビキタス情報社会とネットワーク: ネットワークの構成要素,プロトコル、アクセスネットワークと物理メディア、サービス品質、セキュリティ、コンピュータネットワークの歴史 (自学自習内容)1章の内容を復習 |
ネットワークの構成要素,プロトコル、アクセスネットワークと物理メディア、サービス品質、セキュリティ、コンピュータネットワークの歴史を説明できる。
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2週 |
ネットワーク・サービスの事例: 社会インフラ、ビジネスと商取引、エンターテインメントとソーシャルネットワーク (自学自習内容)課題を提出 |
ネットワーク・サービスの事例として、社会インフラ、ビジネスと商取引、エンターテインメントとソーシャルネットワークを説明できる。
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3週 |
ネットワーク・アーキテクチャ: パケット交換,OSI参照モデルとインターネットのTCP/IP階層モデル,中継システム (自学自習内容)課題を提出
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パケット交換,OSI参照モデルとインターネットのTCP/IP階層モデル,中継システムを説明できる。
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4週 |
応用層(1): Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)、Wireshark を用いた電子メール通信の解析 (自学自習内容)課題を提出 |
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)、Wireshark を用いた電子メール通信の解析を説明できる。
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5週 |
応用層(2): Hypertext Transfer Protocol (HTTP) と Domain Name System (DNS)、Wireshark による HTTP通信とDNS通信の解析 (自学自習内容)課題を提出 |
Hypertext Transfer Protocol (HTTP) と Domain Name System (DNS)、Wireshark による HTTP通信とDNS通信の解析を説明できる。
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6週 |
トランスポート層(1): User Datagram Protocol (UDP)、Wireshark を用いた UDPヘッダの解析 (自学自習内容)課題を提出 |
User Datagram Protocol (UDP)、Wireshark を用いた UDPヘッダの解析を説明できる。
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7週 |
トランスポート層(2): Transmission Control Protocol (TCP) の 3-way handshake によるコネクション確立、Wireshark による TCP 3-way handshake の 解析 (自学自習内容)課題を提出 |
Transmission Control Protocol (TCP) の 3-way handshake によるコネクション確立、Wireshark による TCP 3-way handshake の 解析を説明できる。
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8週 |
トランスポート層(3): Transmission Control Protocol (TCP) のフロー制御と輻輳(ふくそう)制御、Wireshark による TCP フロー制御と輻輳制御の解析 (自学自習内容)中間試験の対策 |
Transmission Control Protocol (TCP) のフロー制御と輻輳(ふくそう)制御、Wireshark による TCP フロー制御と輻輳制御の解析を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
中間試験 |
中間試験
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10週 |
インターネット層(1): Internet Protocol (IP) によるアドレッシング、ルータによる経路制御、ネットワークアドレス変換 (自学自習内容)中間試験で間違えた問題の復習、授業の復習 |
Internet Protocol (IP) によるアドレッシング、ルータによる経路制御、ネットワークアドレス変換を説明できる。
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11週 |
インターネット層(2): Internet Control Message Protocol (ICMP)、Wireshark による IPヘッダの解析と ICMP 通信の解析 (自学自習内容)課題を提出 |
Internet Control Message Protocol (ICMP)、Wireshark による IPヘッダの解析と ICMP 通信の解析を説明できる。
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12週 |
インターネット層(3):経路制御プロトコル、Packet Tracer による経路制御のシミュレーション (自学自習内容)Packet Tracer を用いたシミュレーションを自宅で復習 |
経路制御プロトコル、Packet Tracer による経路制御のシミュレーションを説明できる。
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13週 |
データリンク層と Local Area Network(LAN): MACアドレス、Address Resolution Protocol(ARP)、全二重通信、トポロジーとデータリンク制御方式、イーサネットフレーム、中継装置としてのスイッチとルータ、Packet Tracer による ARP のシミュレーション (自学自習内容)課題を提出 |
MACアドレス、Address Resolution Protocol(ARP)、全二重通信、トポロジーとデータリンク制御方式、イーサネットフレーム、中継装置としてのスイッチとルータ、Packet Tracer による ARP のシミュレーションを説明できる。
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14週 |
Wide Area Network (WAN): 専用線、Virtual Private Network (VPN)、Point-to-Point Protocol (PPP)、IPsec-VPN 物理層: 通信媒体、符号化方式 ネットワークセキュリティ: 機密性・完全性・可用性の考え方、共通鍵暗号・公開鍵暗号・ハッシュ関数の基礎的事項、Transport Layer Security (TLS) の基本的な仕組み、ファイアウォールによるフィルタリング (自学自習内容)定期試験の対策 |
専用線、Virtual Private Network (VPN)、Point-to-Point Protocol (PPP)、IPsec-VPNを説明できる。 通信媒体、符号化方式を説明できる。 機密性・完全性・可用性の考え方、共通鍵暗号・公開鍵暗号・ハッシュ関数の基礎的事項、Transport Layer Security (TLS) の基本的な仕組み、ファイアウォールによるフィルタリングを説明できる。
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15週 |
定期試験対策の演習、総まとめ |
定期試験対策の演習、総まとめを理解できる。
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16週 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 情報通信ネットワーク | プロトコルの概念を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,後1,後2,後3 |
プロトコルの階層化の概念や利点を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前10,前11,前12,前13,後1,後2,後3 |
ローカルエリアネットワークの概念を説明できる。 | 4 | 前13,後11 |
インターネットの概念を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前10,前11,前12,前13,前14,後9,後10 |
TCP/IPの4階層について、各層の役割を説明でき、各層に関係する具体的かつ標準的な規約や技術を説明できる。 | 4 | 前3,前4,前5,前6,前7,前8,前10,前11,前12,前13,後3,後4,後5,後6,後7,後8,後9,後10 |
無線通信の仕組みと規格について説明できる。 | 4 | 前1,後13 |
有線通信の仕組みと規格について説明できる。 | 4 | 前1,前13,後11,後12 |
基本的なルーティング技術について説明できる。 | 4 | 前12,後9 |
基本的なフィルタリング技術について説明できる。 | 4 | 前14,後14 |
その他の学習内容 | 基本的な暗号化技術について説明できる。 | 3 | 後14 |
基本的なアクセス制御技術について説明できる。 | 3 | 後14 |
マルウェアやフィッシングなど、コンピュータを扱っている際に遭遇しうる代表的な脅威について説明できる。 | 3 | 後14 |