業務モデリングとは

業務モデリングとは、業務の実態等をモデル として整理していくモデリング作業です。 

下記の図で示したように、業務の実態としては、業務機能の構成や処理 の担当者・順番、取り扱 う書類、利用するシステ ム等が含まれます。

位置づけ

ＩＴプロジェクトにおける業務モデリングの位置づけは以下の図で示したようになります。

モデリング手法

業務モデリングの代表的な手法としては、DFDとUMLが上げられます。

• DFD（Data Flow Diagram）
  情報の流れに着目して業務プロセスを構造化していく手法です。
• UML（Unified Modeling Language）
  業務分析から設計から開発に至る各種モデリングの統合的な手法です。
  業務モデリングは主にその中の以下のモデルが使用されます。
  • クラス図
  • ユースケース図
  • アクティビティ図
• BPMN(Business Process Modeling Notation)
  ワークフローとしてビジネスプロセスを描画する図形標準記法です。

インターネット接続には

インターネットに接続するためには、インターネット回線を提供している回線事業者と、接続サービスを提供しているプロバイダの両方と契約する必要があります。  下記の図で示したとおり、二つの業者は別々の役割をしており、回線事業者がプロバイダまでの通信を担当し、プロバイダはインターネットとの接続を担当します。 

(出所：http://www.b-comflex.com/individual_clm02.html)

回線事業者とプロバイダはそれぞれ「伝送路設備を保有する電気通信事業者（旧第一種電気通信事業者）」と「伝送路設備を保有しない電気通信事業者（旧第二種電気通信事業者）」として位置づけられています。

インターネット回線

インターネット回線の分類

インターネット回線はいろんな種類があります。  まずは、低速で小さい容量の情報しか送受信できないナローバンド回線、そしてもう一つは、高速で大容量の情報が送受信できるブロードバンド回線の２つに分けられます。  そして、このナローバンド回線とブロードバンド回線が、さらに様々な種類の回線に分けられます。

電話 (ダイアルアップ) 回線

電話 (ダイアルアップ) 回線による接続はインターネットが登場した当初から行われております。  この接続は、コンピュータが電話用の線でモデルに繋いで、モデルを通じでプロバイダに接続します。モデムはコンピュータによって出力されたデジタル信号をアナログ信号へ変換して送信したり、受信したアナログ信号をデジタル信号へ変換してコンピュータに渡したりするメカニズムをもっています。ADSLモデム、ケーブルモデムと区別するため、ここのモデムはアナログモデルと呼ばれることも多い。下記の図でその接続のイメージを取り上げます。  一般（アナログ）回線接続イメージ 

(出所：http://www.abnet.or.jp/abnet/services/dip.html)

この接続の特徴は接続していた間にプロバイダに電話をかけていると同じですので、使った時間に比例して電話代がかかる他、あとからできていたADSLや光と比べるとデータの伝送速度がかなり遅いや電話回線があれば手続きせずにすぐ使えるということが挙げられます。

ISDN(デジタル)回線

ISDN回線は電話回線と同じ銅線を利用して、電話やファクシミリ、データ通信などの通信サービスを効率よく扱えるように作られたデジタル・ネットワークです。電話回線1回線で2回線分として使え、インターネットに接続しながら電話をかけることができます。  プロバイダへの接続は「電話回線」よる接続と同じように、ターミナルアダプタを通じてプロバイダへ電話をかけるようにして接続します。パソコンとターミナルアダプタは電話用の線を使ってつなぎます。  速度については「電話回線」よりも少し速くなりますが、ADSLなどと比較するとかなり遅いです。また、「電話回線」よる接続と同じように使った時間に比例して電話代がかかりますが、「フレッツISDN」というNTTのサービスを使うと、一月あたりの定額料金で使うことができます。

下記の図でその接続のイメージを取り上げます。  フレッツ・ISDN接続イメージ 

(出所：http://flets.com/isdn/s_outline.html)

なお、電話回線からISDN回線に変更すると以下のイメージになります。 

(出所：http://www.ieice.org/jpn/kagaku/inet/intro/book/sec01-4.html)

ADSL回線

ADSLは電話回線をそのまま利用して、電話の音声を伝えるのには使わない高い周波数帯を使ってインターネット接続を行います。  ADSLは「伝送損失」という現象によって、コンピュータが基地局から遠ければ遠いほど通信速度が遅くなります。また、通話によるノイズやその他家電製品によるノイズなどにも影響を受けやすく、時間帯や状況によっては速度が大きく変化することもあります。  ADSLの場合は、通信に従来の電話回線を使用するため、工事の必要がありません。

光ファイバー(FTTH)

光ファイバーとはFTTH（Fiber To The Home）とも呼ばれます。  光ファイバーの特徴は、通信速度が速い且つ安定しているということです。プロバイダーによって多少の異なりはありますが、100Mbps～（最大1Gbpsの速度で）インターネットに接続できるようになっており、現在ADSLを抜いて普及率No1のインターネット接続・ブロードバンド接続になっています。

CATV回線

CATV(ケーブルテレビ)にも実はテレビだけでなくインターネット接続サービスがあります。ISDNやADSLのように既存の電話回線を使用しないのが特徴です。基本的にはADSLよりも早く、FTTH（光回線）に迫る速度を実現していますが、ADSLと似っており、下り方向の通信速度に比べて、上り方向の通信が遅いです。

高速モバイル無線通信

高速モバイル無線通信を利用すれば、コンピュータやスマホンで、無線でどこでもいつでも、高速でインターネットを利用できます。  現在提供されているモバイルデータ通信は、大きく分けると3G系、Wi-Fi、LTE、それからWiMAXがあります、

４G

4Gとはモバイル通信の第四世代のことです。4Gは携帯電話用の回線ですが、インターネットに接続する手段の一つとして、いまモバイル系の機器全般に使われています。€

Wi-Fi

Wi-Fiはそもそも無線LAN通信の規格ですが、外でそれを利用してインターネットに接続するには2つの方法があります。  1つ目は、「公衆無線LANサービス」を利用する方法です。これは携帯電話に対して公衆電話のようなものです。  2つ目は、各携帯キャリアが提供している「小型Wi-Fiルーター」を利用する方法です。これは3G回線をWi-Fiを通して利用する機器です。 

WiMAX

WiMAXはWi-Fiを携帯電話のように提供エリア内であればどこでも利用できるようにしたものです。  主にWiMAXルーターという小型ルーター型式で提供され、通信は携帯電話用の3G回線を使用せず、データ通信専用の回線を使用しています。  3G回線より「高速」で「規制」もないので、WiMAXルーター1つで自宅のPC、ゲーム機、タブレットなど複数の機器を使用できます。自宅で外出でも同じ一つのWiMAXを使えるのはそのメリットの一つです。  現在日本でWiMAXを提供しているキャリアはUQWiMAXのみです。 

LTE

LTE ( Long Term Evolution ) とは、現在携帯電話で主流の3G系の技術を発展させたもので、より高速なデータ通信ができます。LTEに対応した端末は同時に3G系にも対応しているのが一般的で、全国レベルのエリアがある3G系と、高速なLTEの両方が使えるようになっています。

回線事業者一覧

回線事業者は「キャリア」とも呼ばれ、電話会社や電力会社を母体することが多い。以下は主な回線事業者の一覧です。

プロバイダ

プロバイダの全称はインターネットサービスプロバイダ（Internet Service Provider）のことで、略してよくISPとも呼ばれています。 

主なサービス

プロバイダが提供するサービスは主に以下のものがあります。

1. インターネット接続　(基本) 
   これに付属するサービスとして、メールやブログ・ホームページ作成を無償で提供する業者が殆どです。
2. 固定IPサービス
3. 光電話・IP電話サービス
4. TVサービス

プロバイダ一覧

主なプロバイダ一覧です。

このトピックでは、インターネットの基礎知識を説明します。

IPアドレス

IPアドレスとは、インターネット(また、イントラネットなどその他IPネットワーク)に接続されたコンピュータや通信機器一台一台に割り振られた識別番号です。 
インターネットではこの識別番号が重複してはいけないため、IPアドレスの割り当て管理は各国のNIC(ネットワーク・インフォメーション・センターが行っています。

IPアドレスはいまIPv4とIPv6と2種類があります。

• IPv4 
  現在広く普及している「IPv4」では、IPアドレスに8ビットずつ4つに区切られた32ビットの数値が使われ、「200.3.36.248」といったように、0から255までの10進数の数字を4つ並べて表現されます。  IPV4は32ビットの数値を使用しているため、採番出来る上限は2の32乗でだいたい42億台になります（実際の運用ではもっと少なくなる）。
  全世界のインターネット接続機器に割り当てきれないため、企業や家庭内など組織内ネットワークでは自由にいくらでも使えるプライベート・アドレスを使い、インターネットとの境界にルーターなどのグローバルアドレスとのアドレス変換を行う機器を設置するといった運用方法が一般的になっています。
• IPv6 
  次世代の「IPv6」は128ビットの数値を使うため、単純に2の128乗で計算すると3.8×10の38乗までとんでもない数の機器に割り当てることができるようになります。

ドメインとホスト

単なる数字が並ぶIPアドレスは人間が覚えにくいため、通常は人間がドメイン名やホスト名などの名称を使って、裏で「DNS」(Domain Name System)というシステムによってIPアドレスとの相互変換が行われることは一般的になっています。 
ドメインは、コンピュータネットワークにおいて個々のコンピュータを識別する名称の一部です。ICANNによる一元管理となっており、世界中で絶対に重複しないようになっています。通常、IPアドレスとセットでコンピュータネットワーク上に登録されます。 
多くの場合、ドメイン名はその下位に1つまたは複数のホスト名を連ね、またドメイン名それ自身もホスト名である場合があります。

例：psteam.co.jpは株式会社ピーエスティーが取得したドメイン名であり、その配下にWEBサーバやメールサーバ、FTPサーバなどのホストがそれぞれ置かれています。

• WEBサーバのホスト：www.psteam.co.jp
• FTPサーバのホスト：ftp.psteam.co.jp
• メールサーバのホスト：po.psteam.co.jp

なお、psteam.co.jp自体もWEBサーバのホストとして機能しています。

インターネットの機能

インターネットは既に、当初の単なるドキュメントを公表するためのネットワークから、さまざまなサービスが提供される巨大な システム基盤に変化し、いまもはや電気、水道と同じように社会のインフラ的な存在になっています。  インターネット上の様々なサービスを機能によって纏めていると、以下のように分類することができます。

1. 情報発信や情報検索 
   従来の新聞や雑誌、テレビなどの媒体のように、インターネットは当初からいまでももっとも情報発信や情報検索のツールとして利用されてきました。情報発信としては、Yahooのようなポータルサイトや各企業のHPサイト、ブログなどがそれに該当します。なお、情報検索としては、google検索、yahoo検索などの検索エンジンや、交通検索、為替検索などの特定なWEBアプリなどもそれに該当します。
2. コミュニケーション 
   従来の手紙、電話、電報のように、インターネットはコミュニケーションのツールとしても機能しています。電子メールやIM(インスタントメッセンジャー)、電子掲示板(BBS)、テレビ会議、動画などのリソース共有サイトはこれに該当します。
3. 事務手続きのオンライン化 
   各事務手続き特に政府や郵便局など公的な機関の様々な手続きは、わざわざ足を移動しなくても、インターネットで処理できるようになりつつあっています。
4. ネット取引 
   ネット取引とは、電子商取引（Electronic commerce）として、通信販売というカテゴリに分類され、インターネットでの電子的な情報通信によって商品やサービスを分配したり売買したりすることです。 電子商取引は取引相手によって、企業対企業のB２B、企業対消費者のB２C(インターネット商店)、消費者対消費者のC２C（インターネットオークション）の3種類があります。 なお、運営形態として、レノボオンラインショッピング(http://www.lenovo.com/jp/ja/)のように業者独自でウェブサイトを設けることがあれば、楽天(http://www.rakuten.co.jp)のように電子商店街を運営して、各業者に出店してもらうこともあります。  ネット取引される対象としては、本や家具、電器などのものだけではなく、ホテル予約などのサービスも該当します。
5. SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス) 
   SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)とは、社会的なネットワークをインターネット上で構築するサービスのことです。 代表として、日本ではmixi、GREE、Mobage、Ameba、世界ではFacebook、Myspace、LinkedInなどがあります。
6. クラウドサービス 
   オフィス・スイート、グループウェアなどの様々なアプリケーションソフトや、ネットゲームとか、ストレージ、コンピューティングなどのリソースは、インターネットを介して、どんどんサービスとして利用されるようになってきました。

本サイトは、総合的な知識共有サイトですので、大分類としては、上記の１番に該当します。

RP(アープ)はアドレス解決プロトコル(英：Address Resolution Protocal)の略称です。 

用途

ARPは送信パケットのIPアドレス対メディア・アクセス・コントロール(MAC) のアドレス解決を実行します。  送信される各IPデータグラムはフレームにカプセル化されていますので、発信元および宛先のMACを追加する必要があります。各フレーム宛先MACの決定はARPが行います。

機能

ARPはすべての送信IPデータグラムの宛先IPアドレスをARPテーブルから検索します。

• 存在する場合  ARPテーブルからMACアドレスを取得します。
• 存在しない場合  ARPはARP要求パケットをローカル・サブネットにブロードキャストし、当該IPアドレスのオーナーに対してそのMACアドレスを応答するよう要求します。パケットがルーター経由で送信されている場合は、ARPは最終宛先ホストではなく次のホップのルーターのMACアドレスに解決します。ARPの応答を受け取るとARPテーブルは新しい情報で更新され、リンク層でのパケット送信に使用されます。

OS別の実装

Windows

arpユーティリティ

Windowsでは、arpコマンドを利用して、ARPテーブルの表示／設定を行うことができます。  以下の表で主なオプションを説明します。

Linux

arpユーティリティ

Linuxでも、Windowsと同じのarpコマンドを利用して、ARPテーブルの表示／設定を行うことができます。  LinuxのarpコマンドはWindowsより多くの機能が付属されています。

• ARPテーブルへの追加 
  arp[-v][ -H ハードウェア・タイプ][ -i ] -s ホスト名(IPアドレス) MACアドレス[ temp][ nopub]
• Proxy ARPのためのエントリの追加 
  arp[ -v][ -H ハードウェア・タイプ][ -i ] -s ホスト名(IPアドレス) MACアドレス[ netmask サブネット・マスク・アドレス] pub 
  arp[ -v][ -H ハードウェア・タイプ][ -i ] -Ds ホスト名(IPアドレス) 使用したいMACアドレスを持つ[ netmask サブネット・マスク・アドレス] pub
• ARPテーブルへのファイルからの一括追加 
  arp[ -vnD][ -H ハードウェア・タイプ][ -i ] -f[ ファイル名]
• ARPテーブルの削除 
  arp[ -v][ -i ] -d ホスト名(IPアドレス)[ pub][ nopub]
• ARPテーブルの表示 
  arp[ -vn][ -H ハードウェア・タイプ][ -i ][ -a][ ホスト名(IPアドレス)]

ICMPは、インターネット制御通知プロトコル(英：Internet Control Message Protocal)の略称です。

用途

ICMPは、IPデータグラム処理における誤りの通知や通信に関する情報の通知などのために使用される保守プロトコルであり、一般にIP層の一部と考えられています。  IPv4のためのICMP (ICMPv4) は RFC792によって規定され、IPv6のための ICMP (ICMPv6) は RFC4443 によって規定されています。

機能

ICPMメッセージはIPデータグラム内にカプセル化されますので、インターネットワークを通じてルーティングが可能です。  ICMPは主に以下の機能を持っています。

• ルーター検出
• ルートテーブルの作成と保守
• PMTU検出の支援　 PMTU : パス最大転送ユニット((Path Maximum Transmission Unit)
• 問題の診断 (ping、tracert、pathping).

ルーター検出

RFC 1256に規定するルーター検出を行うことができます。

ルート テーブルの保守

OSが起動したとき、ルートテーブルには2、3のエントリしかないのが普通です。  これらのエントリの1つはデフォルト ゲートウェイを指定しています。宛先IPアドレスを含むデータグラムのうちルート テーブルに一致しないものはデフォルト・ゲートウェイに送られます。  ただし、ルーターはネットワーク トポロジ情報を共有していますので、デフォルト ゲートウェイは指定アドレスへの適切なルートを認識していることがあります。その場合には、もっと適切なルーティングがあるデータグラムを受信したときに、ルーターはこのデータグラムを通常通り送信した後、ICMP Redirectメッセージを使用して送信者にもっと適したルートがあることを通知します。このメッセージでは１つのホスト、1つのサブネットまたは1つのネットワークへのリダイレクトを指定できます。

PMTUの検出

TCPにはPMTU(パス最大転送ユニット)検出機能があります。これについてはTCPのトピックで説明しますがが、この機能はICMP Destination Unreachable メッセージに依存します。 

ICMPによる問題診断

ICMPに依存している以下の問題診断ツールがあります。

• ping  ICMPエコー要求をIPアドレスに送信し、ICMP Echo応答を待ちます。Pingは受信した応答数および要求送信と応答受信の間隔を報告します。
• Tracert  ルートをトレースするユーティリティで非常に便利な機能です。 TracertはICMP Echo要求をIPアドレスに送信し、IPヘッダのTime to Live (TTL) フィールドの値を1から増やし、返されたICMPエラーを分析します。Echo要求に成功するとTTLフィールドが0になり、このEcho要求を転送するルーターがICMP Time Exceeded エラー メッセージを返すまでネットワークをさらに1ホップ進みます。 Tracert はエラーメッセージを返したルーターをパス上の順番通りにプリントします、以下はその1例です：

  C:\WINDOWS\system32>tracert www.psteam.co.jp 
  Tracing route to www.psteam.co.jp [203.141.142.16] 
  over a maximum of 30 hops:   
  1     1 ms     3 ms     7 ms  elecomap.com|elecomap.net [192.168.2.1]   
  2     7 ms     5 ms     8 ms  10.83.204.1   
  3     5 ms    15 ms     7 ms  221x248x105x241.ap221.ftth.ucom.ne.jp [221.248.105.241]   
  4    39 ms     5 ms     6 ms  58x159x226x117.ap58.ftth.ucom.ne.jp [58.159.226.117]   
  5     4 ms    10 ms     5 ms  221x240x29x77.ap221.ftth.ucom.ne.jp [221.240.29.77]   
  6    16 ms     8 ms     6 ms  221x112x16x217.ap221.ftth.ucom.ne.jp [221.112.16.217]   
  7     3 ms     4 ms     7 ms  usen-61x122x114x209.gate01.com [61.122.114.209]   
  8     8 ms    21 ms     7 ms  usen-61x122x114x53.gate01.com [61.122.114.53]   
  9     5 ms     8 ms     7 ms  usen-61x122x114x58.gate01.com [61.122.114.58]  
  10     4 ms     9 ms     6 ms  58x159x238x137.ap58.ftth.ucom.ne.jp [58.159.238.137]  
  11     4 ms     3 ms     7 ms  xg1-4-kcd-arena-gw1.sphere.ad.jp [203.138.77.58  12    10 ms     5 ms    
  12 ms  210.150.217.170  13     5 ms    14 ms    12 ms  my6.interlink.or.jp [203.141.142.16] 
  Trace complete. 

• Pathping  tracertのトレース機能に加えて指定された時間についてルート上の各ホップをpingして遅延やパケット損失を報告するので、パスに弱点がないかをチェックするのに役立ちます。

IPは、インターネット・プロトコル(英：Internet Protocal)の略称です。

用途

IPはTCP/IPスタックのメールルームであり、パケットのソートと配信が行われます。この層では受信パケットと送信パケットはデータグラムと呼ばれます。  それぞれのIPデータグラムには発信者の発信元IPアドレスと受信者の宛先IPアドレスが含まれています。MACアドレスとは異なり、データグラム中のIPアドレスはパケットの送信中に変化することはありません。

機能

IP層は以下の機能を持っております。

ルーティング

ルーティングはIPの第1の機能です。データグラムは上位のUDPとTCPおよび下位のNICからIPに渡されます。  それぞれのデータグラムには発信元アドレスと宛先アドレスが付けられます。IPはそれぞれのデータグラムの宛先アドレスをチェックし、ローカルで保管されているルートテーブルと照合してどういう処理を行うかを決定します。  データグラムの処理には以下の3種類があります。

1. ローカル ホストのIPの上位のプロトコル層に渡す
2. ローカルで添付されたNICの1つを使用して転送する
3. 破棄する

ルート テーブルには4つの異なった種類のルートが記録されています。以下に照合が行われる順番に記述します。

• ホスト(特定の1つの宛先IPアドレスへのルート)
• サブネット(サブネットへのルート)
• ネットワーク (あるネットワーク全体へのルート)
• デフォルト(一致するものがない場合に使用)

IPは以下の手順を実行してIPデータグラムの転送経路を1つ決定します。  

1.  ルーティング テーブルのそれぞれのルートにつき宛先IPアドレスとネットマスクの間でビット単位の論理和 (AND) を実行します。
   IPはこの結果がネットワーク宛先と一致するかをチェックし、一致する場合はIPはこのルートが宛先IPアドレスと一致するルートと判断します。
2. 一致するルートの一覧の中からネットマスクのビットとの一致度が最も高いルートを捜します。
   これが宛先IPアドレスのビットに最も一致するルートであり、したがってこのIPデータグラムの最も適したルートです。
   これは最長または最短一致ルート検索と呼ばれる方法です。  
3. 複数の最短一致ルートが存在する場合にはIPは最も数値が小さいルートを使用します。
   最も数値が小さいルートが複数ある場合には、IPはどのルートでも自由に使用できます。

Windowsでは「route PRINT」、Linuxでは「route」で現在のルーティングテーブルを確認できます。

二重IPアドレス検出

二重アドレスの検出は重要な機能です。スタックが最初に初期化されたときまたは新しいIPアドレスが追加されたときには、念のためにLocalHostのIPアドレスのARP要求がブロードキャストされます。  他のホストがこれらのARPのいずれかに応答するとそのIPアドレスはすでに使用されていることになります。

マルチホーミング

準備中

IPマルチキャスト

準備中

ネットワーク(コンピューターネットワークを指す)は、複数のコンピュータを接続する技術または接続されたシステム全体のことです。  IT技術の発展により、コンピュータネットワークで接続されるコンピュータというのは、以下のようなものが挙げられます。

• パソコンやサーバ機、スーパーコンピュータなど
• スマートフォンやタブレットなどのパソコンの機能をベースとして作られた多機能端末
• 同じ通信技術を利用するATMやハンディなどの特定用途の端末

コンピュータ同士は、以下のような様々なネットワーク機器により接続されます。

• ネットワーク・インタフェース・カード(NIC)
• ネットワーク・ケーブル
• リピータ
• ハブ
• ブリッジ
• スイッチ
• ルーター
• ゲートウェイ

異なるメーカーのネットワーク機器の間でも正しく通信できるように、様々な通信プロトコルがIETFやIEEE、ISOなどの標準化組織によって定められています。

下記の図でコンピュータネットワークの一例を取り上げます。

ネットワークには様々な分類方法があり、このトピックではネットワークの分類を体系的に要約する方法を追求し、議論することを歓迎します。
ここで、まず物理ネットワークとインターネットワークに分けてそれぞれ分類します。

物理ネットワークの分類

物理ネットワークは、OSI 参照モデルの物理層とデータ リンク 層に対応し、規模や被覆するエリアによって、LAN、WAN、GANに分類することができます。

LAN

LAN(Local Area Network)とは、広くても一施設内程度の規模で用いられるコンピュータネットワークのことです。  LANは官公庁、企業のオフィスや工場なで広く使用されています。ブロードバンドの普及や、ネットワーク製品の充実により、家庭内LANも身近なものになりました。下記の図でその例をそれぞれ一つ取り上げます。

• オフィスLAN

出所：http://ops.fhwa.dot.gov/publications/telecomm_handbook/chapter2_03.htm

• 家庭LAN

出所

WAN

WAN(Wide Area Network)とは、遠く離れた場所とつながったネットワークのことです。

WANは、企業で場所が離れた複数の拠点を繋げなり、インターネットを利用する際にLANをISP(インターネット・サービス・プロバイダ)に接続したりする場合に広く使用されます。  ISP接続には、ダイヤルアップ接続(一般電話、ISDN)、ブロードバンド接続(ADSL、FTTH)、モバイル接続(公衆無線LAN、携帯電話)などがあります。下記の図でWAN接続のイメージを取り上げます。

出所

ＭAN

MAN(metropolitan area network)は、基本的にはブロードバンドローカルエリアネットワークである大規模ローカルエリアネットワーク（LAN）です。

インターネットワーキング

インターネットワーキングは、インターネット・プロトコル(Internet Protocol)で複数のネットワークを相互に接続し、一体として機能させることまたはそのための手段や技術の総体です。相互に接続されたネットワーク全体は、「インターネットワーク」(internetwork)と呼ばれます。  インターネットワークは、その範囲や管理主体の違いにより、イントラネットやエクストラネット、インターネットの三つに分類することができます。

• イントラネット 
  イントラネットは、官公庁や企業などの単一管理主体によって管理されているインターネットワークです。一般には外部からアクセスすることができません。
• エクストラネット 
  エクストラネットは、複数のイントラネットを相互接続したインターネットワークです。
• インターネット 
  地球上の多数の政府、学界、公共、私用のネットワークを相互接続したインターネットワークです。
  アメリカ国防総省のARPAが開発したARPANETが母体となっており、World Wide Web の基盤でもあります、他のインターネットワークと区別するため、欧米では 'I' を大文字にして “Internet” と記されます。

OSI参照モデル

ネットワーク誕生した当初、同じベンダーのコンピュータでしか通信できないという仕様がほとんどでした。ネットワークが普及するにつれ、異なる機種間でもデータ通信できるようにするニーズが高まってきており、それを容易に実現できるようにするための設計方針として、国際標準化機構（ ISO ) からネットワークモデルの参考になるOSI（ Open Systems Interconnection )モデルが策定されました。

OSI参照モデルは以下の表で示されたように、ネットワークを機能の異なる七つの層（レイヤー）に分割しています。

TCP/IP

OSI参照モデルは教科書や学界では広く使用されていますが、OSI準拠製品は普及しませんでした。その以前にすでにできたTCP/IPは、インターネットの普及に伴い、いますでにスタンダードになっています。  TCP/IPモデルとOSI参照モデルの対応関係は以下の図で示します。

ハブ(HUB)とは、スター型物理トポロジを取るネットワークにおいて中心に位置する集線装置です。ハブという名前の由来は『車輪の中心』からきていると言われています。 
イーサネット、トークンリング、FDDIなどさまざまなネットワーク規格に存在する機器ですが、、ネットワーク分野において単にハブというイーサネット（10BASE-T、100BASE-TX など）で使われる集線装置を指します。

ハブの基本機能

ハブの基本機能は極めてシンプルであり、パソコンといった複数の端末を物理的に（実際にLANケーブルをつないで）接続して、端末同士間の信号の受送信を中継するものです。

ハブの分類

ハブは、データの送信方式によって、シェアード・ハブとスイッチング・ハブの2種類に分類することができます。

• シェアード・ハブ 
  シェアード・ハブ(Shared Hub)は、ある端末から受信したデータをそのまま他の端末すべてにブロードキャスト送信します。リピータハブ(Repeater Hub)とも呼ばれます。
  従来から存在してきたハブ型ですが、ブロードキャスト送信が非効率であることと、スイッチング・ハブが手頃な価格で入手できるようになったため、現在はほとんど販売されておりません。
• スイッチング・ハブ 
  スイッチング・ハブ(Switching Hub)は、シェアード・ハブとは異なり、受信したデータに含まれた宛先のアドレスを判別することで、送信先の端末にだけデータを送信します。
  スイッチング・ハブはOSIネットワークモデルのレイヤー2で動作しているため、L2スイッチやLANスイッチとも呼ばれます。 現在市販されているハブは殆どこのスイッチング・ハブです。

ルータとの違い

以下の図にてハブとルータが利用されたシステム接続例を示します。

出所：http://www2.elecom.co.jp/network/hub/lan-gswph/

上記の図で示したように、ハブは家庭LANやオフィスLANの中に各端末を接続するために使用されるに対して、ルーターはLANとLAN、又はLANをWAN(主にインターネット)に接続するために使用されます。  市販のルーターは、複数のLANポートを持つことや、Wifiのサポートといった、ハブの機能が内蔵されているため、一般家庭では、ハブを購入するケースは殆どないと考えられます。

詳細は以下のサイトをご参考して頂けると思います。  http://www.officedaytime.com/tips/router.html

主な製品仕様

市販製品の製品仕様には主に以下の項目が記述されており、製品を選ぶ際の重要なポイントになります。

• 通信スピート　
  主に「100BASE-TX/10BASE-T対応」と「Gigabit（1000BASE-T）対応」と2種類の規格があります。後者は最大伝送速度1Gbpsで前者の10倍であるため、その分製品の値段も高くなる場合が多い。
• ポート数 
  接続できるLAN端子の数です、 主に4ポート、8ポート、16ポート、24ポート等があり、数が増えるほど機器の値段も上がる傾向にあります。
• 電源 
  主に電源内蔵型とACアダプタ型との2タイプがあります。放熱の都合で言えばACアダプタの方がよいと言えるが、電源内蔵型は場所がとらないメリットがあります。
• 冷却ファン 
  HUB本体に冷却用ファンがあるかどうかということです。ファンがある場合には排熱性がよいですが、動作音があるため、今は5～8ポート程度のHUBにはほとんどファンはついていません。

ルーター（英: router）は、コンピュータネットワークにおいて、データを2つ以上の異なるネットワーク間に中継する通信機器です、通信プロトコルにTCP/IPが使われるようになってから普及してきました。 
どのルートを通してデータを転送すべきかを判断するルート選択機能を持っており、それはルーターという名前の由来となります。

ルーターの基本機能

ルーターはネットワーク間を相互接続する通信機器であり、通常はOSI基本参照モデルでの第1層（物理層）から第3層（ネットワーク層）までの接続を担います。 
ルーターの基本機能は四つあります。

• 接続 
  ルーターは、ネットワーク・セグメントの異なるLAN側のインタフェースや、WAN側のインタフェースなどの中から2つ以上の物理インタフェースを有します。
  主な物理インタフェースの種類は以下になります。
  • WAN側 ISDN PRI/BRI シリアル 
    WAN網に送出されるデータはデータリング層プロトコルによりカプセル化されます。プロトコルの種類には、HDLC、PPP、X.25/LAPB、フレームリレー、ATMなどがあります。
  • LAN側 イーサネット(Ethernet) 
    それぞれの物理インタフェースは、様々な回線種別に対応しており、タイプとして固定型とモジュラー型に分かれます。
• ルーティング 
  ルーターは、受信パケットの宛先情報から経路選択を行います。これをルーティング(Routing) といいます。ルーティングを実施する際にルーティングテーブルの情報が参照されます。
• フィルタリング 
  リング とはルーターが不要なパケットを配送しない、または特定のパケットだけを配送するように制御したり、配送時にパケットに対して何らかのアクションを実行する機能です。一般的には特定パケットに対する配送制限機能として利用されます。
• 管理 
  ルーターは、経路情報を持つ ルーティング・テーブルの管理をおこないます。経路情報を設定する方法には、管理者が手動で設定する静的ルート (Static Route) と、ルーティング・プロトコルで設定された動的ルート(Dynamic Route) があります。

ルーターの分類

ルーターは用途や規模によって主に以下のように分類することができます。

• WAN-WAN用 
  WANとWANを高速に接続するルーターです。主にISP向けのコア・ルーターと大手企業向けのセンタ-・ルーターに分かれます。
  • コア・ルーター 
    基幹ネットワークを構成するルーターです。ISP内の地域別ネットワークや複数のISP間のネットワークを相互接続用に使われます。価格は数千万円～になりです。
  • センター・ルーター 
    WAN回線を介して企業のネットワークやISPと企業のネットワークを相互接続用に使われます。価格は数百万から数千万になります。
• LAN-WAN用 
  通信回線を利用してLANとWANを接続するルーターです。WANルーター、リモート・ルーターとも呼ばれます。
  通信回線として、ISDN回線、 専用線、フレームリレーなどの回線(網)での利用が可能です。
  主に企業向けのエッジ・ルーターとコンシューマー向けのブロードバンド・ルーターに分かれます。
  • エッジ・ルーター 
    基幹ネットワークの端に設置されるルーターです。 企業の支店や営業所内のネットワークをWAN回線につないで本社のセンター・ルーターにアクセスします。 価格は数万円から数百万円になります。
  • ブロードバンド・ルーター　
    家庭や小規模企業でADSLやFTTHなどのブロードバンド・インターネット接続用に使われます。価格は数千円から数万円になります。
• LAN-LAN用
  • ローカル・ルーター
    構内のLAN間接続するルーターです。リモート・ルーターの違いは、公衆電話回線や専用線といった、LAN以外の通信回線を介さないネットワーク間の接続のみを行う点です。
    モデルが別に必要なADSL専用のルーターは、モデルとルーターの間はLAN接続のため、ローカル・ルーターの一種でもあります。

有線/無線によって、有線ルーターと無線ルーターとの分類もあります。

ブロードバンド・ルーターの付加機能

製品としてのブロードバンド・ルーターは、商品を差別化するため、基本機能のほかにも、以下のように様々な付加機能があり、一部はすでにスタンダード的な実装になっております。

• DHCPサーバ機能 
  DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)とは、パソコンが自動的にIPアドレスを取得して、プラグ・アンド・プレイでネットワークを利用できるようにするための仕組みです。
  DHCPサーバ機能が内蔵されたルーターは、接続しているパソコン等に自動的にIPアドレスを割当てることができます。
• NAT機能 
  NAT（Network Address Translation）とは 、IPアドレスを別のIPアドレスに変換する技術のことです。ブロードバンド・ルーターは、インターネット接続のグローバル・IPアドレスをLAN内での一つのププライベートIPに変更することができます。
  これによって、LAN内の一台コンピュータを、サーバとしてインターネットに公開させることができるようになります。
• NAPT機能 
  NAPT（Network Address Port Translation）とは、その名の通り、アドレスに加えてポート番号も変換するという技術の事です。ブロードバンド・ルーターはポート番号を手がかりとしてグローバル・IPアドレスを複数のプライベートIPアドレスに変更することができます。
  これによってLAN内の複数台のコンピュータとも、サーバとしてインターネットに公開させることができるようになります。
• DMZ機能 
  DMZとは、インターネットに接続されたネットワークにおいて、ファイアウォールによって外部のインターネットからも内部の組織内ネットワークからも隔離された区域のことです。通常はインターネットに公開するWEBサーバやメールサーバなどはこの区域に置かれます。
• ハブ機能　
  ブロードバンド・ルーターは殆ど４ポート以上のハブが付属しています。
• 無線LANのアクセス・ポイント