PPPoEの仕組みを理解しよう(１)

　インターネットは問題なく利用できている時は快適で便利なものですが、一度繋がらなくなると大騒ぎになります。

　ですから、まず始めに、インターネットはどういう仕組みで利用されているのかから説明しましょう。

　皆さんはPPPoEという言葉をご存知でしょうか？　PPPoEとは「PPP over Ethernet」の略称です。

　名前の通り、イーサネット（日本ではＬＡＮと呼ばれることが多いようです）の回線上でPPPと呼ばれるプロトコル（通信手順）を使って通信するための技法です。

　このPPPoEを使うことで、ADSLや光ファイバ、LAN上ですら、ユーザー認証などが可能になるのです。

　インターネットが問題なく繋がっていれば「ユーザー認証」など誰も気にしません。

　ところがインターネットに繋がらなくなる場合、「認証エラー」が意外と多いのも事実なのです。

　勿論、ADSLや光ファイバ、LAN上の問題も考えられます。この切り分けができるかどうかが、再接続の鍵を握るといってもいいでしょう。

　と書いても、イーサネットはともかく、PPPは何ぞや？　という疑問が出てくると思うので、先にPPPの説明をしてしまうことにしましょう。

　PPPとは「Point to Point Protocol」の略称で、今ではRFC1331として標準化されています。

　このPPPとは汎用のプロトコル（通信手順）で、複数のプロトコルの相互接続を可能にするものです。

　ちょっとわかりにくいので例を挙げましょう。

　最近でこそADSLや光ファイバを使って、直接インターネットに繋ぐ形態が一般的になりましたが、ちょっと前までは公衆電話回線やISDN回線にモデムなどをつけて、プロバイダーのアクセスポイントにダイヤルアップ接続するのが一般的な繋ぎ方でした。

　今でも、@FreeDやAirH"などのPIAFS（ＰＨＳ）サービスは、専用モデムを使ってプロバイダーにダイヤルアップ接続する形になっています。

　こうしたケースでは、電話回線の上でTCP/IPプロトコルを通す必要があります。

　が、そもそもTCP/IP（というか、特にIPプロトコル）はこうしたダイアルアップ接続を考慮していないため、必要とされるメカニズム（電話回線特有の誤り訂正や再送、ユーザー認証）などを持ち合わせていません。

　そこで登場したのが、SLIP（Serial Line IP）あるいはPPPなのです。

ＷＷＷ・ハイパーリンク

　こうしたＴＣＰ／ＩＰを使って送信されたパケットを受信したＰＣで表示するためのシステムがＷＷＷです。

　ＷＷＷは欧州核物理学研究所(ＣＥＲＮ)のティム・バーナスリー(Tim Berners-Lee)氏が所内の論文閲覧システムとして1989年に考案したものとされています。

　このＷＷＷというインターネットやイントラネットで標準的に用いられるドキュメントシステムが広く一般に公開されたのは1991年のことです。

　またＨＴＭＬという言語で文書の論理構造や見栄えを記述し、文書の中に画像や音声など文字以外のデータや、他の文書の位置(ハイパーリンク)を埋め込むことができるインターネット標準のドキュメントシステムとして1990年代中頃から爆発的に普及し、現在では世界規模での巨大なＷＷＷ網が築かれています。

　ＷＷＷとハイパーリンクはインターネットで最も多く利用されるアプリケーションです。

　ＷＷＷで用いられる技術についてはＷ3Ｃが標準化にあたっています。

　ＨＴＭＬは様々に進歩し、今ではＸＭＬという新しい言語が使われるようになっています。

　こうした新しい技術を開発した人々は科学者や学者で、彼らはＡＲＰＡネットが共有しているリソースをより効率的に利用するために、ＡＲＰＡの使用をそのまま受け入れることにしたのでしょう。

　９０年代初頭まではインターネットはごく限られた学者や研究者や学生の間でのブームのようなものだったようです。

パケット・ＴＣＰ／ＩＰ

　ここで、バランが提唱した「パケット交換方式」とＡＲＰＡが定着させた「ＴＣＰ／ＩＰ」がいかに密接に結びついているかを簡単に説明したいと思います。

　「パケット」というのはデジタル化されたデータの荷物で、「ＩＰ」はそのあて先が書かれた荷札という例えが良く使われています。

　ただ、「ＩＰ」にはあて先に荷物が届かない場合、戻ってきた荷物を再送する機能がありません。

　またラブレターを送った場合に肝心の「愛してる」という言葉が抜けてしまうこともあるわけです。

　そこで登場するのが「ＴＣＰ」というプロトコルです。

　「ＴＣＰ」とはTransmission Control Protocolの略で、大まかに言えば「信頼性」を提供してくれます。

　「ＴＣＰ」は「ＩＰ」という荷札の付いたデータを適当なサイズに分割し、データが巨大すぎて通信が失敗することを防せいだり、送信にあたって一定時間内に応答がなければ再送する形で通信失敗をカバーしてくれたり、分割したデータがインターネットという複数経路を通る過程で、送った順にパケットが届かないことがありえるので、これを並べ替えたりしてくれるのです。

　こうしてＩＰヘッダの付いたデータ・パケットがインターネット上に送り出され、様々なルートを通ったパケットが迷子にもならず受信者のＰＣで再び順番通りに並び替えられるのはＴＣＰというプロトコルのおかげなのです。

　データが欠けると意味をなさなくなる電子メールなどの文字情報にはこのＴＣＰが使われます。

　また、現在よく利用されている動画などのストーリーミングでは多少データが欠けても大きな問題はおきないので、コネクションレス型のＵＤＰ(User Datagram Protocol)が使われます。

通信手段の標準化（ＴＣＰ/ＩＰ）

　一方インターネットの基幹技術の「ＴＣＰ／ＩＰ」は1973年にBBN（Bolt Beranek and Newman)のロバート・カーン氏とスタンフォード大学のビントン・サーフ氏によって発明され、その後ＡＲＰＡに引き継がれ、１９８０年１月のＲＦＣでは「国防総省トランスミッション・コントロール・プロトコル」として結実し、インターネットの通信プロトコルの堅固な基盤となり、米軍はＴＣＰ／ＩＰを正式な軍用プロトコルとして採用します。

　１９８３年の元旦にはＡＲＰＡネットからはＴＣＰ／ＩＰ以外のプロトコルが全て姿を消すことになるのです。

　ちなみにＲＦＣ(Request For Comment )というのはインターネットに関する技術の標準を定める団体ＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force)が正式に発行する文書です。

　ＩＰ (RFC 791)、ＴＣＰ (RFC 793)、ＦＴＰ (RFC 959など)、ＨＴＴＰ (RFC 2616)などインターネットで利用されるプロトコルや、その他インターネットに関わるさまざまな技術の仕様・要件を、通し番号をつけて公開しています。

　異なった既存のコンピュータやプラットフォームをネットワークすることから始まったＡＲＰＡにとってみれば、通信手段だけでも統一することは必要かつ不可欠でした。

　それでも、ＡＲＰＡ内の標準化でさえ、ＡＲＰＡネットが開通してから１０年を超える時間を必要としています。

　インターネットの急速な普及の背景には、このような異なるプラットフォーム間の通信手段の標準化という手間のかかる作業があったことを忘れてはいけないと思います。

　WindowsとＭａｃとＵＮＩＸがそれぞれ異なる通信手段を持っていたら、今のようなインターネットの普及はありえなかったかもしれません・・・

インターネットの開発思想(２)

　インターネットが「もと核攻撃による中央情報施設壊滅を避けるために構想された」という考え方はあくまで国家や軍の考え方であり、実際にＩＰＴＯでＡＲＰＡネット開発に携わっていた科学者たちの考え方はそうではなかったということを先日書きました。

　現にＩＰＴＯの３代目部長ロバート・テイラーは「核戦争を避けるためのネットワークがインターネットの母体になったという説が、いかにおいしい話であろうとも、当時のＡＲＰＡネット責任者として、それは断じてなかったと証言します」という講義文をタイム誌の編集長に書き送っているのですから。

　さらに、ＩＰＴＯ４代目の部長ラリー・ロバーツも「インターネット年代記」の中で先のポール・バランの報告書によって、インターネットは核戦争に耐えるべく軍によって構築されたという噂が広まり始めたことを受けて、「これは全くの間違いである。たとえＲＡＮＤ社がこうした前提にたって仕事をしていたとしても、ＡＲＰＡネットもインターネットも、リックライダー、クレインロック、ロバーツのＭＩＴ派の仕事から生まれてきたのであり、ポール・バランの仕事とは何の関係もない。」と断言しています。

　とはいえ、デジタル通信の萌芽である「パケット交換方式」と「ＴＣＰ／ＩＰ」の技術は現在でもインターネットの基幹です。

　核攻撃による電磁波の影響を考慮したものであったにせよ、バランがＲＡＮＤで開発した「パケット交換方式」が当時通信業界の巨人として君臨していたＡＴ＆Ｔの「通信はアナログでやるもので、デジタルでやるものではない」という猛反発を受けたという事実を考えれば、この「パケット交換方式」という技術はＩＢＭと並ぶ世界屈指の企業を根幹から揺るがすものであったことは十分に想像できます。

　だからこそ、ロバーツもバランの技術を積極的にＡＲＰＡネットに取り入れたはずなのです。

　デジタル通信の基幹を担う「パケット交換方式」抜きに今のインターネットは考えられないはずなのですが・・＾＾；

　インターネットは「たくさんのネットワーク同士がつながり、無限に拡大する可能性をもったシステム」なので、ネットワークや技術の合流というダイナミズムそのものを、ひとつのシステムとみなしたものです。

　したがってその歴史を考える場合、ひとつのネットワークや技術だけをたどると、様々な偏見や誤謬を生むことになってしまいます。

　タイム誌の誤解も「パケット交換方式」＝「インターネットの基幹技術」、「パケット交換方式」＝「ポール・バラン」、「ポール・バラン」＝「ＲＡＮＤの研究員」という単線的な関係を「インターネット」＝「ＡＲＰＡ」というカッコでくくってしまった結果のように思われます。

インターネットの開発思想(１)

　一時期、「インターネットは国防総省の分散型コンピュータネットワークＡＲＰＡネットから育ってきたもので、もともと核攻撃による中央情報施設壊滅を避けるために構想された」という俗説が流布していた時期がありました。

　平成１１年に初級シスアドの勉強をしていたときは、私自身もそう思い込んでいたのですが・・・

　1994年７月２５日号のタイム誌にこの説が掲載されていたので、日本でもこの説が有力と受け取られていたのはやむをえないことのようにも思われます。

　旧ソ連が核開発に成功しスプートニクの打ち上げにも成功していたことを考えれば、当時のアメリカにとって、ソ連のＩＣＢＭ（大陸間弾頭ミサイル）を迎撃するシステムを開発することが急務だったはずですし、万が一核が着弾したときの備えを考えていたことも確かでしょう。

　こうしたソ連への警戒心がミサイルの弾道計算などの高速演算が可能な大型デジタルコンピュータ（ＳＡＧＥやＭＩＴのワールウインド・コンピュータ）の開発を推進したこともまた事実です。

　加えて、ＡＲＰＡネットの通信方式に採用され、後にインターネットや携帯電話の通信方式に定着する「パケット交換方式」の提案者（「パケット交換方式」という言葉は英国のドナルド・デイビスが作り出したもの）が、空軍のシンクタンクであるＲＡＮＤの研究員ポール・バランだったこと、その彼が１９６５年に「分散型コミュニケーションについて」という報告書で核攻撃に対抗する耐性を備えた分散型ネットワークを提唱していたことが、誤解の要因になったのだろうということは推測できます。

　一見どちらでもかまわないことのようですが、現在世界的規模で普及し、世界の距離を急速に縮めつつあるインターネットが、米ソの冷戦を背景に生まれたわけではない、少なくてもＡＲＰＡネットの開発者たちはそう考えていなかったという史実は、インターネットが今後世界平和にもたらすかもしれない役割を考えると、益々その重要さを増していくのではないかと思っています。

Ｊ・Ｃ・Ｒ・リックライダー

　Ｊ・Ｃ・Ｒ・リックライダー（1925〜1990）が母国アメリカでも注目を集めるようになったのは1985年にハワード・ラインゴールドの「思考のための道具」が出版されて以降のことです。

  この「思考のための道具」は、日本でも「多くのコンピュータ研究者に感銘を与えた名著」として、坂村健氏の「東大教師が新入生にすすめる本」（文春文庫）の中でも取り上げられています。

　リックライダーは専門が心理音響学で、情報通信の正統派の出身ではありません。

　ワシントン大学で心理学・数学・物理学の3つの学位を取得して、同大学の大学院心理学科に進み、ロチェスター大学で1942年に心理学のＰｈ.Ｄを取得し、その夏に新設されたばかりのハーバード大学心理音響学研究所の研究員に採用されます。

　彼はここで後にＡＲＰＡネットの構築を請け負うことになるＢＢＮ（ボルト・ベラネック・ニューマン）社を創設するレオ・ベラネック博士の知己を得ることになります。

　やがてリックライダーはノーバート・ウイナーのサイバネティクス理論に魅せられ、ウイナーの方法論を脳のシステム解析に応用する可能性を考え、コンピュータに関心をもつ一方で、ＭＩＴ（マサチューセッツ工科大学）での潜水艦の探知研究（ハートウェル計画）や防空研究所の設立研究（チャールズ計画）のような軍事研究にも魅せられて、１９５０年にはＭＩＴの音響研究所へ移籍し、さらに新たに設立されたリンカーン研究所の所員になりました。

　この彼のコンピュータへの興味と軍事研究への関与が後のＡＲＰＡでの活躍へとつながっていくことになるのです。

　若い大学院生を惹きつけるカリスマ性のあったリックライダーは、１９５３年にＭＩＴの経済学部の中に大学院生を集めて心理学の研究をするヒューマン・ファクター・グループを作ります。

　このグループは音源の検出の研究をおこない、ついには博士号の請求にまで進むことになります。

　心理学の研究に無縁の経済学部で、研究のテーマが音源の研究とあっては認められるはずもなく、彼はついにＭＩＴを去ることになります。

マーク・アンドリーセン

　「ビル・ゲイツより４５ｋｇほど体重を重くして、背は１５ｃｍほど高く、学校には２年長く行き（大学を卒業）、資産は１兆２９００億円少ない。

　ピザ、オレオ、バッハ、新聞、アルゴリズム、アイディア、ジョン・ハース、ナボコフ、画像、ＵＮＩＸのプログラム・コード、帯域幅にガルガンチュアのような食欲を持つ男」

　と評されたことのあるＭＯＳＡＩＣの開発者、マーク・アンドリーセンはニュー・リスボン（当時の人口１９１４人）で生まれ育ち、放課後や夏休みのアルバイトで貯めた小遣いでＴＲＳ-80というコンピュータを買い、プログラミングを自学します。

　高校でコンピュータ・クラブに所属していましたが、学校のコンピュータはネットに接続されてはい時代でした。

　彼はやがて高性能なコンピュータと高収入にありつけるエンジニアを目指して、イリノイ大学に進学します。

　彼が学生時代にＮＣＳＡで時給６ドル８５セントのアルバイトをしていたのは、半ばはお金のためで、あとの半分はコンピュータを自由に使う時間を得るためだったと言われています。

ＭＯＳＡＩＣ

　インターネットに革命的な変化をもたらすきっかけとなったのがイリノイ大学のＮＣＳＡ（全米スーパーコンピュータアプリケーションセンター）で開発されたＭＯＳＡＩＣ（モザイク）の出現でした。

　このＭＯＳＡＩＣを開発したのが当時まだイリノイ大学の学部生であったマーク・アンドリーセンです。

　彼は当時テキストしか表示できないwww（World Wid Web）に不満をもっており、なんとかして画像も表示できる方法をを模索していました。

　彼はイリノイ大学とＮＣＳＡの仲間数人の協力を得てＵＮＩＸ版のＭＯＳＡＩＣの開発に成功することになります。１９９３年の春も浅い頃のことでした。

　ＭＯＳＡＩＣはＧＵＩを駆使し使いやすく、勿論画像の送受信も可能であした。これが今のブラウザー（ネットスケープ・ナビゲーターやインターネット・エクスプローラ）の原型でなのです。

　彼のグループはその年の秋にはWindows版とＭａｃ版を発表し、それらを無償で配布しました。

　ここにインターネット・ブームの発端を見ることができるのです。

ティム・バーナース・リー

　World Wid Web(WWW)はスイスのジュネーブにあるＣＥＲＮ（欧州素粒子物理学研究所）において、ティム・バーナース・リーが１９８９年に開発した、ワールドワイドな分散情報システムです。

　WWWの生みの親ティム・バーナース・リーはオックスフォード大学卒業後、プレッシー・テレコミュニケーションの主任技師を務め、イメージ・コンピュータ・システムを経てＣＥＲＮに入ることになります。

　ティム・バーナース・リーが巨大な研究機関であるＣＥＲＮ内部の情報検索のために、テッド・ネルソンの考案したハイパーテキスト技術を使って、文書をどんな形態にでもリンクできるようにと考案されたのがWWW（World Wid Web）なのです。

　ホームページのＵＲＬにwwwが含まれているのはそうした理由からなのです。