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) 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)を学ぶ。最後にデータリンク層の仕組み、ネットワークセキュリティの基礎事項を学ぶ。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アナライザ(Wireshark)で実通信データを解析することで、実システムの通信データを理論と関連づけて理解する。シスコ社の提供するeラーニング教材(ネットワーキングアカデミー https://www.netacad.com)で自学自習することで、教科書に記載されていない最新のトピックや実践的な内容を補完しながら授業を進める。
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 |
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)、プロトコルアナライザ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)、プロトコルアナライザを用いた電子メール通信の解析方法を説明できる。
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5週 |
応用層(2): Hypertext Transfer Protocol (HTTP) と Domain Name System (DNS)、プロトコルアナライザによる 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)、プロトコルアナライザによる HTTP通信とDNS通信の解析方法を説明できる。
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6週 |
トランスポート層(1): User Datagram Protocol (UDP)、プロトコルアナライザを用いた UDPヘッダの解析 (自学自習内容)課題を提出 |
User Datagram Protocol (UDP)、プロトコルアナライザを用いた UDPヘッダの解析方法を説明できる。
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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、プロトコルアナライザによる 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、プロトコルアナライザによる TCP 3-way handshake の 解析方法を説明できる。
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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、プロトコルアナライザによる 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、プロトコルアナライザによる TCP フロー制御と輻輳制御の解析方法を説明できる。
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2ndQ |
9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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10週 |
インターネット層(2): Internet Control Message Protocol (ICMP)、プロトコルアナライザ 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)、プロトコルアナライザによる IPヘッダの解析と ICMP 通信の解析を説明できる。
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11週 |
インターネット層(3):経路制御プロトコル、Address Resolution Protocol (ARP)、データリンク層プロトコル (自学自習内容)授業の復習 |
経路制御プロトコル、Address Resolution Protocol (ARP)、データリンク層プロトコルを説明できる。
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12週 |
ルータを用いたLAN構築演習(1)ルータの基本操作(Cisco社ルータを利用) (自学自習内容)授業の復習
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ルータの基本操作を説明できる。
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13週 |
ルータを用いたLAN構築演習(2)1台のルータで2つのLANを作る (自学自習内容)授業の復習 |
1台のルータを使った2つのLANの構築方法を説明できる。
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14週 |
ルータを用いたLAN構築演習(3)3台のルータで4つのLANを作る (自学自習内容)課題を提出 |
3台のルータを使った4つのLANの構築方法を説明できる。
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15週 |
Wide Area Network(WAN)、Virtual Private Network(VPN)、ネットワークセキュリティ、総まとめ (自学自習内容)定期試験の対策 |
Wide Area Network(WAN)、Virtual Private Network(VPN)、ネットワークセキュリティについて説明できる。
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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3,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9,前10,前11,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9,前10,前11,前15,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9,前10,前11,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,前11,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11,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9,前10,前11,前12,前13,前14,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15,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 |