インターネットの仕組みとは?

Lesics 日本語
13 Aug 201911:03

Summary

TLDRこの動画ではインターネットの仕組みとデータの旅について詳しく解説しています。データを保管するデータセンターからユーザーのデバイスに届くまでのプロセスが紹介され、衛星伝送の遅延問題や光ファイバーケーブルのネットワークの役割が説明されています。IPアドレスの重要性やDNSサーバーの機能、データパケットの分割と再構成、プロトコルの役割などインターネットの基本が分かりやすく説明されています。最後に、インターネットの効率的なデータ転送とインフラストラクチャの重要性が強調され、チャンネル登録を呼びかけています。

Takeaways

  • 🌐 インターネットは、世界中のデータセンターから情報を送信し、受信するグローバルなネットワークです。
  • 📡 衛星通信はデータの送信には使用可能ですが、遅延が大きく、効率的ではありません。
  • 🚀 データは通常、光ファイバーケーブルを通じて高速で送信されます。
  • 🏢 データセンターは動画やその他のコンテンツを保管し、要求に応じて提供するサーバーを含んでいます。
  • 📱 携帯電話やパソコンは、Wi-Fi ルーターや携帯電話基盤局を通じて光ファイバーケーブルネットワークに接続されます。
  • 🔢 IP アドレスは、インターネットに接続されたデバイスを一意に識別する数字のセットです。
  • 🌐 ドメインネームは IP アドレスにマッピングされるため、人間にフレンドリーなウェブサイトのアクセス方法を提供します。
  • 📖 DNS サーバーは、ドメインネームと IP アドレスのマッピングを管理する電話帳のような役割を果たします。
  • 🛣️ 光ファイバーケーブルは、デジタルデータを光パルスとして送信し、世界中を通じて情報を伝達します。
  • 🌊 海底ケーブルは、世界中の地域をつなぎ、インターネットのバックボーンを形成しています。
  • 📶 携帯電話は、データセンターから情報を受信するために、セルラータワーを経由してデータを取得します。
  • 🌍 インターネットの管理は重要で、IP アドレスの割り当てやドメインネームの登録はアメリカの特定の機関が行っています。
  • 📦 データはパケットという小さな塊に分かれて送信され、パケットは個別の最適な経路を通じて送信されます。
  • 🔄 パケットが失われると、携帯電話は確認応答を送り、失われたパケットを再送信するよう要求します。
  • 📖 インターネットはプロトコルを使用して、データパケットの流れを管理し、効率的なデータ転送を実現します。

Q & A

  • インターネットの仕組みとは何ですか?

    -インターネットは、データセンターからデバイスにデータを送信するグローバルなネットワークです。

  • ビデオはどのようにして遠くのデータセンターから届くのですか?

    -ビデオは、光ファイバーケーブルを通じて複雑なネットワークを経由してデバイスに届きます。

  • 衛星を介してデータを送信することはなぜ良くないとされていますか?

    -衛星を介してデータを送信すると、往復で7万キロメートルの距離を移動しなければならず、遅延が生じるためです。

  • 光ファイバーケーブルとは何ですか?

    -光ファイバーケーブルは、デジタルデータを光パルスとして送信するために使用されるケーブルです。

  • IPアドレスとは何ですか?

    -IPアドレスは、インターネットに接続されたデバイスを一意に識別する数字の一連です。

  • ドメインネームとは何ですか?また、なぜ必要なのですか?

    -ドメインネームは、人間が覚えやすい名前でウェブサイトを特定するためのものです。IPアドレスを覚えるのは難しく、そのために使用されます。

  • DNSサーバーとは何で、どのような役割を果たしていますか?

    -DNSサーバーは、ドメインネームをIPアドレスに変換する役割を果たすサーバーです。

  • データはどのようにして光ファイバーケーブルを通じて転送されますか?

    -データはデジタルフォーマットの光パルスとして光ファイバーケーブルを通じて転送され、最終目的地に届きます。

  • インターネットのバックボーンとは何ですか?

    -インターネットのバックボーンは、データセンターをつなぐ主要な光ファイバーケーブルネットワークの総称です。

  • データパケットとは何ですか?また、どのようにして管理されますか?

    -データパケットは、大きなデータストリームを小分けにしたもので、パケットはIPアドレスやシーケンス番号で構成され、プロトコルに従って管理されます。

  • インターネットのデータ転送の効率性とは何ですか?

    -インターネットのデータ転送の効率性とは、大量のデータを0と1のパケットに分けて送信することで、効率的に転送される能力です。

Outlines

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🌐 インターネットの仕組みとデータの旅

この段落では、インターネットの仕組みとデータがどのようにしてユーザーのデバイスに届くかについて説明しています。ビデオは、Googleのデータセンターから保管されているデータが、携帯電話やパソコンなどユーザーのデバイスに届くまでの過程を説明しています。衛星通信が1つの方法であると紹介され、その欠点として信号が長距離を移動することで生じる遅延の問題が指摘されています。一方で、実際には光ファイバーケーブルのネットワークがデータセンターとデバイスをつなぐ重要な役割を果たしていると述べています。また、IPアドレスの概念や、インターネットサービスプロバイダーがデバイスに割り当てるIPアドレスの説明、ドメインネームとIPアドレスの関係についても触れています。

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📡 DNSサーバーとデータの流れ

この段落では、DNSサーバーの役割とデータがインターネットを通じてどのように流れるかについて詳しく説明しています。ドメインネームがIPアドレスに変換されるプロセスや、データセンターへのリクエスト、データのデジタルフォーマットでの転送、光ファイバーケーブルのネットワークについて説明されています。さらに、海底ケーブルの敷設方法や、データがルータを通じて電気信号に変換されてデバイスに届く過程についても触れています。また、インターネットのグローバルな性質と、IPアドレスの割り当てやドメインネームの登録などの管理が重要であると述べています。

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📦 データパケットとプロトコル

最後の段落では、データパケットの流れとプロトコルの重要性について説明しています。データパケットがどのようにして管理され、異なるアプリケーションには異なるプロトコルが使用されるかについて触れています。また、パケットの送信元アドレスと宛先アドレスの添付、ルータの規則設定など、プロトコルが定めるルールについても説明されています。最後に、インターネットの仕組みを郵便ネットワークに例えて、データパケットの流れをよりわかりやすく説明しています。

Mindmap

Keywords

💡インターネット

インターネットは、世界中に広がるネットワークのネットワークで、情報を送受信するためのグローバルなインフラストラクチャです。ビデオのテーマはインターネットの仕組みとデータの流れを説明することに焦点が当てられています。例えば、ビデオスクリプトでは、インターネットを通じてデータセンターから端末デバイスにビデオが届くプロセスが説明されています。

💡データセンター

データセンターは、膨大な量のデータや情報を保管し、処理する施設で、インターネットの核となる存在の一つです。ビデオでは、データセンターがビデオコンテンツを保管し、それをユーザーの端末に送る役割を果たしていると説明しています。

💡衛星

衛星は、地球をorbitする人工衛星で、遠距離の通信やデータの転送に使用されます。ビデオスクリプトでは、衛星がデータセンターから信号を送信し、携帯電話に届ける一つの方法とされていますが、遅延の問題があるため一般的ではないと触れています。

💡光ファイバーケーブル

光ファイバーケーブルは、光信号を通じてデータを送信するケーブルで、インターネットのバックボーンを形成しています。ビデオでは、光ファイバーケーブルがデータセンターと端末デバイスをつなぐ複雑なネットワークの一部であると説明されています。

💡IPアドレス

IPアドレスは、インターネット上でのデバイスを一意に識別するため使用される数字の組み合わせです。ビデオスクリプトでは、IPアドレスがデバイスの固有の住所のような役割を果たし、データが正しい宛先に届くために不可欠であると説明されています。

💡DNS

DNSは、ドメインネームシステムの略で、人間が理解しやすいドメイン名を機械が理解するIPアドレスに変換するサービスです。ビデオでは、DNSがインターネットの電話帳のような役割を果たし、ドメイン名からIPアドレスを検索するプロセスが説明されています。

💡パケット

パケットは、デジタルデータの小さな塊で、インターネットを通じて送信されるデータの単位です。ビデオスクリプトでは、データがパケットに分割され、最適なルートで送信され、受信側で再構成されるプロセスが説明されています。

💡プロトコル

プロトコルは、データ通信におけるルールの一式で、データパケットの送受信方法やフォーマットを定義しています。ビデオでは、プロトコルがデータパケットの流れを管理し、正しい宛先に届くようにする役割があると説明されています。

💡ルーター

ルーターは、ネットワーク内の情報転送を管理し、データパケットを適切な方向に送るデバイスです。ビデオスクリプトでは、ルーターが光ファイバーケーブルから受信した光信号を電気信号に変換し、さらにデバイスに送る役割を果たしていると説明されています。

💡Wi-Fi

Wi-Fiは、無線LANの一般名で、有線ケーブルを使わずにデバイスがネットワークに接続する方法です。ビデオでは、携帯電話がWi-Fi経由でインターネットに接続し、データセンターのデータにアクセスする例が挙げられています。

Highlights

インターネットの仕組みを学ぶ

動画は遠くのgoogleデータセンターから届いています

衛星を使ってデータセンターから信号を送信する方法

衛星通信によるデータ伝送の遅延の問題

光ファイバーケーブルのネットワークの役割

携帯電話はwi-fi経由でインターネットに接続

データセンターは動画を保管する場所

ssdがサーバーのライブメモリーとして機能

サーバーは要求されたコンテンツを提供する

ipアドレスの重要性

ipアドレスはデバイスを一意に識別する

ドメイン名はipアドレスを覚えやすくする

dnsサーバーはドメイン名とipアドレスのマッピングを管理

データは光ファイバーケーブルを通じて転送される

光ケーブルネットワークはインターネットのバックボーン

海底ケーブルの敷設方法

ルーターは光信号を電気信号に変換

cellularデータは電磁波で携帯電話へ届く

インターネットのグローバルな管理

データは0と1のパケットに分かれて送信される

パケットは個別の最善のルートで転送される

パケットの再構成と確認応答の仕組み

インターネットと郵便ネットワークの比較

プロトコルはデータパケットの規則を定める

Transcripts

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インターネットの仕組みとは今皆さんが見ているこの動画は

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とてつもなく距離が離れた google データセンターから届いています

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今回はインターネットの仕組みとそのデータの旅を深堀し詳細を理解しながら学んで

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いきましょう

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あなたのいる所から遠く離れたデータセンターの中にこの動画は保管されています

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このデータは携帯電話やパソコンへ

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どのように到達するのでしょうか

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まず一番簡単な方法は衛星を使うことでしょう

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データセンターからアンテナを介して信号を衛星に送信し

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衛星からあなたの近くにある別のアンテナを介して携帯電話に信号を送信することが

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可能だからです

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しかしこのような信号を伝送する方法はあまり良い方法とは言えません

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それが何故なのか見ていきましょう

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衛星は地球の赤道約35000km 常に存在しています

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つまりデータ伝送を正常に完了させるためデータは往復合計7万キロメートルの距離を

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移動しなければなりません

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こんな長い距離を移動していては信号所

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新する際に大幅な遅延を引き起こしてしまいます

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より具体的に言うならば非常に長い待ち時間を引き起こし

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ほとんどのインターネットアプリケーションは機能しなくなります

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では衛星がこの動画をあなたのもとへ送信していないのであれば一体どのような方法で

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動画があなたに送られてきているのでしょうか

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実はデータセンターとあなたが使っているデバイスをつなぐ光ファイバーケーブルの

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複雑なネットワークが活躍しているのです

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携帯電話はデータや wi-fi ルーターを通してインターネットに接続することが

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出来ますが最終的にどこかの地点で携帯電

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ははこの光ファイバーケーブルのネットワークに接続されます

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この動画の最初で説明したとおり皆さんが今見ている動画はデータセンターの中に

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もっと詳しく言えばデータセンター内のソリッドステートデバイス内に保管されてい

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ます

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この ssd はサーバーのライブメモリーとして機能しています

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サーバーというのは単純に強力なコンピューターであり

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リクエストされた時に動画や他の保存されたコンテンツを提供することがその役目です

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さあここからの問題は光ファイバーケーブルの複雑なネットワークを介してデータ

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センターに保管されているデータを

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デバイスに転送する方法ですそれではその仕組みを見ていきましょう

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先に進む前にまず重要なコンセプトである

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ip アドレスのコンセプトを理解しておきましょう

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インターネットに接続されているすべてのデバイスはサーバー computer

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携帯電話など ip アドレスと呼ばれる一連の数字によって一意に識別されます

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します

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ip アドレスは例えばあなたの家を特定できる

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固有の住所といったような感じです

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あなたの家の住所宛に送られた手紙はあなたの家までちゃんと届きますよね

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インターネットの世界でも同様で ip アドレスはすべての情報を宛先に送るための

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住所のようなものとして機能します

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お使いのインターネットサービスプロバイダーがあなたのデバイスの ip アドレス

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を決定しあなたはプロバイダーがあなたの携帯電話やパソコンにどんな ip アドレス

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を与えたのかを確認することができます

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データセンター内のサーバーも ip アドレスを持っています

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サーバーにはウェブサイトが保存されているのでサーバーの ip アドレスを知って

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いるだけで任意の web サイトにアクセスすることが可能です

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しかし一人の人間がそんなにたくさんの ip アドレスを覚えておくのは困難なため

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この問題を解決するために

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ip アドレスに対応する youtube . com

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facebook . com などのドメイン名を使用しているのです更にもう一つ

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重要なのがサーバーには複数の

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ウェブサイトを保存する機能がありサーバーが複数のウェブサイトで構成されている

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場合そのすべてのウェブサイトにサーバーの ip アドレスでアクセスすることが

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できないという事ですそんな時は追加の情報である

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ホストヘッダーを使用して web サイトを一意に識別

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しますただし facebook . com 8

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youtube . com のような巨大ウェブサイトではデータセンターの

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インフラストラクチャー全体で特定の web サイトの保存に専念します

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私たちがインターネットにアクセスする際複雑な ip アドレス番号を使う代わりに

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ドメイン名を使用していますよね

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インターネットはどこから私たちがリクエストするドメイン名に対応する ip

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アドレスを取得しているのでしょうか

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実はこのためにインターネットは巨大な電話帳のような

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dns を使用しているのですあなたも名前をしているけど

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電話番号がわからない時は電話帳を使って調べますよねそう

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dns サーバーはインターネットに電話帳と同じ役割を提供します

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ています

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インターネットサービスプロバイダーまたは他の組織が dns サーバーを管理する

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ことができます

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まずは全体の概要をおさらいしておきましょうあなたがドメイン名を入力すると

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ブラウザーは対応する ip アドレスを取得するために

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dns サーバーにリクエストを送信します ip アドレスを取得した後ブラウザー

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はリクエストをデータセンター

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つまり

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それぞれのサーバーに転送します

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サーバーが特定の web サイトへのアクセスリクエストを受け取るとデータフロー

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が開始されます

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データは光ファイバーケーブルを通って光パルスの形でデジタルフォーマットとして

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転送されその過程で光パルスは

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時に目的地に到達するために光ファイバーケーブルを

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通って何千キロも移動しなければなりません

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旅の間光パルスは丘陵地や海の下などの厳しい地形を通過する必要があります

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そんな光ケーブルネットワークは特定の世界的トップ企業に敷設され捕手されています

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こちらの頭では光ファイバーケーブルの敷設がどのように行われるかを見ることができ

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ます月が船から海の奥深くに落とされこの隙が海底に光ファイバーケーブル

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を敷設するための溝を作ります

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実際この複雑な光ケーブルネットワークはインターネットのバックボーンとなっている

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のです

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光を運ぶ光ファイバーケーブルはルーターに接続されているあなたの住む場所まで海底

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を通って伸びています

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ルーターがその光信号を電気信号に変換し

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その後イーサネットケーブルを使ってパソコンに電気信号を送信しますただし

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cellular データを使用してインターネットにアクセスする場合は光ケーブル

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から

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せるタワーに信号を送信する必要があり

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せるタワーから信号は電磁波の形で携帯電話へ届けられます

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インターネットはグローバルなネットワークであるため ip アドレスの割り当て

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ドメイン名の登録などの管理が重要です

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そしてそのような管理はすべてアメリカにある

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あいきゃんという機関が行っていますインターネットが他と一線を画している一つの点

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は計た

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い電話や固定電話の通信技術と比較したときのデータ送信の効率性です

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あなたが今見ている google データセンターからくる

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この動画は数字の0と1の膨大な集まりの形であなたに送られています

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ウインターネットにおけるデータ転送を効率的にするのはこのような0と1をパケット

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と呼ばれる小さな塊に切り分けて送信する

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方法なのです0と1のこのストリームにおいて各パケットが6つの部分で構成されて

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いるサーバーによって異なるパケットに分割されていると仮定してみましょう

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動画の部分とともに各パケットはサーバーとあなたの携帯電話が持つ

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シーケンス番号と ip アドレスで構成されていますこの情報を使用してパケットは

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携帯電話に転送されますすべてのパケットが同じ経路を経由して転送される筆

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要はなく各パケットはその時点で利用できる最善のルート

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個別で通っていきます携帯電話に届くとパケットは

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シーケンス番号に従って再構成されるのですパケットが携帯電話に届かない場合は紛失

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してしまったパケットを再送信するために

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携帯電話から確認応答が送信されます

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それではこのインターネットの動きを優れたインフラストラクチャーを持つ

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郵便ネットワークと比較してみましょう

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ただしお客さんの宛先住所に関する基本的なルールには従わない者としますこんな状況

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では手紙を正しい目的地に送ることができませんよね

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インターネットでも同様にこの複雑なデータパケットの流れを管理するために

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プロトコルと呼ばれるものを使用しています

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プロトコルはデータパケット変換の規則各パケットへの送信元アドレスおよび宛先

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アドレスの添付

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およびルーターの規則などを設定します

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ますアプリケーションが異なれば使用されるプロトコルも異なります

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動画を気に入っていただきインターネットの仕組みに関する理解

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もっと言えばデータセンターから携帯電話へデータパケットが行わなければならない

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驚愕の長旅について理解をしていただけたら幸いですぜひチャンネル登録よろしくお

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願いしますご視聴ありがとうございました

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インターネットデータセンター衛星通信遅延光ファイバーIPアドレスDNSデータパケットプロトコルグローバルネットワークデジタル通信