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[超初心者向け！] TCP / IP 物理層を図でわかりやすく解説

2024/06/25に公開

インフラ

はじめに

TCP / IP 物理層初心者向けに図でわかりやすく解説してみました

この記事の対象者

・ネットワーク初心者
・インフラ初心者

1. なぜネットワークがいるのか

ネットワークはデータを送信するときに必要なものだからです

極論、PCがこの世に一台しかない場合はネットワークは必要ありません
PCはこの世にたくさんあり、ネットワークがあることによって色んなデータを共有することができるようになります

2. ノイマン型コンピュータの復習

一般的に複雑なものを理解する時、パーツに分けて掘り下げることが多い

一旦コンピュータの話を全て忘れてください

例えば、肉じゃがの料理を考えてみましょう
多分初めて肉じゃがを目にしたとき、なんなんだこの料理は？！美味しすぎる！となります
(筆者は小学生の時そうなりました)

ですが、食べただけでは肉じゃがへの解像度はそこまで高くないでしょう

しかし肉じゃがのレシピ、つまり材料や作り方を見ることで肉じゃがへの解像度が高まります

料理＝材料＋レシピ

このように、一般的に情報を細分化し掘り下げることでその対象への解像度が深まります
コンピュータ界隈にも同じようなノリがあります

スマホの例

スマホの電源ボタンをおすと画面が開きます

このときに必要な要素は２つあります

その1. ハードウェア

・電源ボタン、ディスプレイ、よくわからないけどとりあえずスマホの中に入っている諸々の装置

その2. ソフトウェア

・「電源ボタンが押されたら画面を表示してください」
という命令

ハードウェアには５種類の装置がある

物理層はハードウェアの話なので、ハードウェアをもう少し掘り下げます

入力装置 // データを入力する
出力装置 // データを出力する
制御装置 // 命令書を読み必要な処理を他の装置に行う
演算装置 // 計算している
記憶装置　 // データを記憶している

ハードウェア内には５種類の装置があるので五大装置といいます

演算装置

ここで演算装置において、扱われる情報は０と１だけです
今はとにかくコンピュータは０と１を扱うことだけ理解してくだされば大丈夫です

3.物理層

抑えるべきは2つです

1: NIC
2: リピータハブ

1: NIC

例えば１００１という情報を渡したい場合、一旦電気信号に置き換えます
0の場合はケーブルに0V流し、1の場合はケーブルに1V流します

この変換は NIC が担当します

2: リピータハブ

物理的な距離が遠いと、電気信号は弱まります

受信側は全て０に見える
そのため、途中で電気信号を増幅してくれるリピータハブが必要です

リピータハブがあることで正しく情報が伝わる

まとめ

・電気信号と情報0,1の変換にはNICが使われている
・遠いと電気信号が弱まるためリピータハブが必要

最後まで読んでくださりありがとうございました！