回線交換方式とパケット交換方式⚡インターネットパケット通信の特徴と違い

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回線交換方式とパケット交換方式⚡インターネットパケット通信の特徴と違い/ITパスポート・基本情報技術者・高校情報

テレビやラジオ、電話回線がインターネットのやりとりと何が違うのか?

「繋がる仕組み」を学習しましょう!

ネットワークと機器

ネットワーク(NETWORK)とは、NET→網・WORK→働く、ということから

ものが網状につながっていて、繋がったものの間で、データを受け渡していく、といった意味があります。

ネットワーク

ノード:繋がる「モノ」… パソコンやスマホ、ルーターやサーバー等
リンク:つなげるもの
フロー:ノードとノードの間を流れていく状態

最も単純な機器接続

データをつなぐためには、機器から機器へ回線を接続する必要があります。

機器接続

・2台のパソコンを1:1でつなぐ時は回線が1本

・3台のパソコンをつなぐ時は、1,2,3本

・4台になると、1,2,3,4,5,6本

と、機器が増えるたびに回線が増えるため、現実的ではありません。

※回線本数の求め方 : n x (n-1) /2   本の回線が必要になります

回線接続方式

機器が増えるたびに回線が増える問題を解消する接続方法として、まず回線交換方式があります。

機器の回線が1本でも複数の宛先に繋げられるよう、回線交換機を利用します。

回線交換機は、複数の回線をつなぎ、機器同士を1本の回線として接続できます。

英語では、スイッチや、エクスチェンジとも呼びます。

回線交換方式

メリット

・回線交換機により、接続を切り替えることができる。

・接続した回線は専有して利用できるため、セキュリティや速度の面で優れている。

デメリット

1:1の接続が原則のため、1つの機器が接続されているときは、同時に他の回線と接続することはできない。

(主に、電話回線で使われる接続方法なので、一人の人と通話しているときに、他の電話が入ると電話に出れないといったイメージ)

回線交換

パケット交換方式

次に、パケット交換方式です。

コンピューターネットワークでは、同時に複数の接続先とデータの送受信が可能です。

インターネット通信では、データをパケットという小さな単位に分割して送信できます。

・分割されたパケットには、それぞれに宛先を示す情報が付加されています。

・宛先情報を元に、ルーターを経由して、目的のコンピューターにパケットが届けられます。

ルーターは、経路を制御する役割があるため、どの通信経路に転送するかを、宛先をみて判断します。

・最後に、パケットを受け取った宛先で、パケットを順番どおりにまとめて元のデータに組み立て直し、情報が届けられるといった仕組みです。

パケット交換方式

メリット

・データは、パケットに分割されていることで、1つの回線に異なるパケットが流れても

適切に情報を集めて、送信することができる。このため、1つの回線が壊れてしまっても、パケットごとに別の回線を探して情報を送ることができる。

・回線が混雑していても、少しずつデータを送ることができるため、通信が停止することはない。

デメリット

回線の利用者が増える分、混雑の影響を受けて、速度が遅くなる。

接続方式の違い

仕組みを区別するポイントとして、電話を例にした回線交換方式とパケット交換方式の違いを確認してみましょう。

接続方式の違い

回線交換方式

・電話番号でやりとりする、通称 IP電話 は安定的に通話ができるため、ビジネスシーンに向いています。

・電話回線は、一般的には発信者が通話料を負担するなど、回線がつながる流れは発信者が起因となります。

パケット交換方式

・LINE電話やメッセンジャーアプリなど、インターネット電話は広がっているものの、回線が混雑したときには使いづらいものとなります。

・インターネット電話は、受信者・発信者の両方がデータ通信のやりとりをおこなうため、
「インターネット電話は無料」といっても、ネット回線を双方が利用しています。今どきっぽくいうと、ギガを消費する、といえます。

(おまけ)テレビとネット動画

・テレビやラジオの通信は、アンテナから電波を拾い、受け取る側が電波を拾う形式です。

電波はチャンネルごとに一種類存在し、放送局が送信した一種類の電波を視聴者全員が受信する「一対多」の関係です。

そのため、アンテナからの電波は、不特定多数の人に向けて電波は流しっぱなしの状態です。

チャンネルを使用できる数は限られているため、だれもがテレビのように発信できません。

・インターネットでみる動画や音声は、相手を決めてデータを送る、1:1の通信方式です。

ちなみに、インターネットでライブ配信する場合、元となる映像データは1つしかないため

サーバーは、一度にたくさんのデータを転送することになり通信回線の混雑が発生しやすいです。

映像が遅れたり、途切れたりすることがないよう、サーバーや通信回線に技術的なケアがされていることは、知っておきましょう!

テレビとネット動画

身近な電話やテレビと比べてみて、インターネットの便利さが、仕組みから理解できるようになりましたね。

テレビとネット動画



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