情報ネットワーク概論 [J3][ハイ]

開講年度

2025年度

開講学期

後期

科目名

情報ネットワーク概論

授業種別

講義

科目名（英語）

Introduction to Information Networks

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1000034 情報ネットワーク概論 [J3][ハイ]

担当教員

加藤淳也

単位数

2.0単位

曜日時限

金曜5限

キャンパス

八王子　遠隔

教室

.、15-204講義室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 100 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

情報ネットワークに関する基本的な知識と技術を習得することを目標とする．特にインターネットによってWebページが閲覧できる仕組み，メールをやり取りできる仕組みを理解するとともに，将来的にネットワーク設計・運用を担う場合の基礎的な考え方を身につける．

受講にあたっての前提条件

到達目標をよく理解し、高いレベルでの達成を目指す意欲があること

授業の方法とねらい

社会インフラとして不可欠なものとなったインターネットの進化の経緯を知るとともに、ネットワークを実現する技術 TCP/IP が広く普及した理由を探る。TCP/IPを体系的に概説し、サイバーセキュリティや運⽤管理に関わる周辺技術についても学ぶ。

AL・ICT活用

クリッカー・タブレット等ICTを活用した双方向授業

第1回

授業形態

ハイブリッド

事前学習

KU-LMSに事前掲載された第1回授業の配布資料を参照し、情報ネットワークの歩みと現状について事前学習する。

4.5時間

授業内容

１．インターネット発展の過程と社会インフラ化：
本講義では情報ネットワークとしてインターネットを中心に扱い、発展の過程を学ぶ。インターネット形成するTCP/IP技術が、社会基盤として様々な用途に使われている様子を知る。

事後学習・事前学習

第1回授業の配布資料を活⽤し、インターネットがどのように発展し、社会インフラとして成長したか確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第1章ネットワーク基礎知識、第2章 TCP/IP基礎知識

4.5時間

第2回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

２．プロトコル階層のモデル化と、物理層〜データリンク層：
階層（レイヤ）モデルの考え方の理解と、物理層、データリンク層を実現する技術を学ぶ。

事後学習・事前学習

第2回授業の配布資料を参照し、階層モデル、および物理層とデータリンク層に対する理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第2章 TCP/IP基礎知識、第3章データリンク

4時間

第3回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

３．ネットワーク層 (IPレイヤ) とルータの仕組み：
IPレイヤの構成要素であるIPアドレス、IPパケットの構造およびルータでのIPパケットの転送の仕組みを学ぶ。

事後学習・事前学習

第3回授業の配布資料を参照し、IPレイヤのモデルと物理層、データリンク層に対する理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第4章 IP (Internet Protocol)

4時間

第4回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

４．トランスポート層 (TCP, UDP) の仕組み：
トランスポート層の主要な２つのプロトコル TCP (Transmission Control Protocol) とUDP (User Datagram Protocol)の仕組みと利用シーンについて学ぶ。

事後学習・事前学習

第4回授業の配布資料を参照し、トランスポート層のプロトコルに関する理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第6章 TCPとUDP

4時間

第5回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

５．IP通信を補助する仕組み：
第4回までにTCP, UDPの動作原理を学ぶが、実際に通信は様々な補助的な機能を組み合わせて実現されている。DHCP, NAT, Diffsere (優先制御／帯域制御), DNSなどの仕組みについて学ぶ。

事後学習・事前学習

第5回授業の配布資料を参照し、各プロトルの仕組みをの理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第5章 IPに関連する技術

4時間

第6回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

６．トランスポート層のプロトコルの拡張機能：
TCP, UDPの基本原理は1970年代に生まれたが、インターネットの利用急増に伴い問題や拡張の必要性が生じた。第４回の基本的な内容に付け加える形で、現代のインターネットで利用される拡張機能について学ぶ。

事後学習・事前学習

第6回授業の配布資料を参照し、プロトコルの拡張の経緯と仕組みについて理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第5章 IPに関連する技術その他のトランスポートプロトコル

4時間

第7回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

７．ルーティングプロトコル：
ダイナミックルーティング(動的経路制御)のために広く用いられる、RIP, OSPF, BGPの動作について学ぶ。

事後学習・事前学習

第7回授業の配布資料を活⽤し、動的なルーティングの仕組みへの理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第7章ルーティングプロトコル (経路制御プロトコル)

4時間

第8回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

８．アプリケーション層のプロトコル：
WWW (World Wide Web)の基盤となるHTTPプロトコルや、電⼦メールのSMTPプロトコルを中⼼にアプリケーション層の通信の仕組みと、サーバとクライアントの通信モデルの考え方を学ぶ。

事後学習・事前学習

第8回授業の配布資料を活⽤し、アプリケーション層のプロトコルに関する理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第8章アプリケーションプロトコル

4時間

第9回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

９．IPv4アドレスの枯渇、IPv6への移行とIPv4/IPv6共存技術：
すでにIPv4アドレスの在庫はすべて枯渇しており、いまでも成長を続けるインターネットにおいて、新たにアドレスを分配することができない。IPアドレス空間の大きさに事実上の制限がないIPv6へ移行とIPv4アドレスの延命を図る技術を学ぶ。

事後学習・事前学習

第9回授業の配布資料を活⽤し、IPv6の特徴やIPv4からIPv6への移行技術の理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第4章 4.6 IPv6 (IP version 6)および第5章 5.6 NAT

4時間

第10回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

１０．ネットワークの運用監視技術：
情報ネットワークが設計の意図通りに動作しているか確認する仕組みが監視である。ネットワークの状態を把握、可視化する仕組みについて学ぶ。

事後学習・事前学習

第10回授業の配布資料を活⽤し、代表的なネットワーク運用監視技術の仕組みや利用方法について理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第8章 8.6 ネットワーク管理 (SNMP)

4時間

第11回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

１１．セキュリティに関する基礎技術：
情報セキュリティの概念の導入後、セキュリティの基盤となる暗号基礎とTLS/SSLと公開鍵インフラ(PKI)、IPsec通信等に安全な通信を実現する仕組みを学ぶ。

事後学習・事前学習

第11回授業の配布資料を活⽤し、セキュアな通信路の構築の仕組みについて理解を確認する。
教科書参照：マスタリングTCP/IP入門編第6版第9章セキュリティ

4時間

第12回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

１２．サイバーセキュリティに関する主要な攻撃手法と防御手法：
インターネットで広く普及するWebサービスを主たる対象として、主要なサイバー攻撃の実態とその対策の仕組みについて学ぶ。

事後学習・事前学習

第12回授業の配布資料を活⽤し、Webサービスにおける主要な攻撃と対策に対する理解を確認する。
参考書：マスタリング TCP/IP 情報セキュリティ編第2版第7章ネットワークセキュリティ、第8章 Webセキュリティ

4時間

第13回

授業形態

ハイブリッド

授業内容

１３．振り返りと小テストの解説：
第1回から第12回の授業内容のダイジェストと⼩テストの解説を通じて振り返り、基礎を定着させる。

事後学習・事前学習

授業で配布した資料を活⽤し、ネットワークの仕組みのとセキュリティに関する仕組みへの理解度を確認・復習する。

6時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

１４．学期末筆記試験：
定期試験期間内に筆記試験を実施する。

事後学習・事前学習

特にありません。

0.5時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

１５．定期試験の解説と発展的内容
定期試験の解説と、授業で扱わなかったTCP/IP技術を使ったインフラ(光ブロードバンドネットワークや移動体通信網)をいくつか取り上げ、概略を解説予定。定期試験後にオンデマンドで実施。

事後学習

特にありません。

0.5時間

成績評価の方法

学期末筆記試験と第1〜12回の授業後半で⾏う⼩テストによる評価を⾏う。
配点(内訳)は下記のとおりとする。
(A)定期試験(70%)：100点満点、学期末試験期間中に実施する（再試験は⾏わない）。
(B)⼩テスト(30%)：60点満点(各回5点×12回)。 ※ ⼩テストは、授業実施⽇から1ヶ⽉後を締め切りとします(ただし12月に実施の授業はこの限りでない)。
評価点：A×7/10 + B×1/2
評価点によって、A+からFの6段階に成績を評価する。
60点以上（A+〜D）を合格とする。

受講生へのフィードバック方法

小テストの採点時および振り返りの回に講評します。

教科書

マスタリング TCP/IP入門編第6版オーム社
井上直也, 村山公保, 竹下隆史, 荒井透, 苅田幸雄著

参考書

マスタリングTCP/IP情報セキュリティ編第2版オーム社斎藤孝道著
図解入門TCP/IP 第2版仕組み・動作が見てわかる SBクリエイティブみやたひろし著
［改訂新版］3分間ネットワーク基礎講座技術評論社網野衛二著

オフィスアワー

授業 (後期、金曜5限)の後にオフィスアワーを設定し当日の授業外の内容を含め質問を受け付ける。オフィスアワー以外の時間帯は、電⼦メール <jkato@vanilla.ocn.ne.jp> による質問も随時受け付ける。

受講生へのメッセージ

TCP/IP技術を使った情報ネットワークは、社会インフラとして様々な場面に深く浸透して不可欠なものとなりました。スマートフォンをはじめとするネットワーク機器は常時接続され、いつでも利用できますし、昨今ではセンサやロボットなどの制御機器のように人が操作に関与しないIoT機器の利用も接続されるようになり、今や情報ネットワークは様々な広い領域で使用されています。本授業では、インターネットを中心として情報ネットワークの基礎的な仕組みを理解し、ネットワーク機器の内部の動作が推測できるようになることを目指します。

実務家担当科目

実務経験の内容

NTT研究所において、インターネットのIPv4からIPv6への移行推進に従事しました。インターネットの急激な発展により、2000年代にはIPv4アドレスの枯渇が予想されGoogle, facebook などの大手サービスプロバイダがIPv6インターネットでのサービス提供の対応を進めていました。クライアント側の光ブロードバンドアクセスサービスも、IPv4だけでインターネットアクセスが可能でしたが、IPv6インターネットアクセスの機能を付加する必要性を認識、講師らを含むNTT研究所とNTT東西で接続方式を検討し、現在では標準機能として提供されています。

教職課程認定該当学科

システム数理学科／情報科学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

シラバス情報