【今月の特集】
仮想&ラズパイでルータを作り学ぶ
ネットワーク・プログラミング
特設：保存版 ネットワーク便利帳2022

別冊1：プログラミング学園 Python部
別冊2：IoTの新定番プロトコル MQTTリファレンス・ブック

【目次】
プログラムの9割はエラー処理!ちゃんとしくみを理解してトラブルや攻撃に備える
イントロダクション　実はよく知らない…ネットワークとプログラミング

Appendix1　パケットを見える化！定番LANアナライザ「Wireshark」事始め

☆第1部　仮想ルータ作りで学ぶネットワークの基本

仮想ネットワーク環境の構築からパケット受信処理の実験まで
第1章　自作ルータ・プログラムの全体像と準備

パケット送受信処理の追加からARP解決の実験まで
第2章　ステップ①…イーサネット/IP/ARP

pingコマンドでおなじみ！通信状態の確認や制御に使う
第3章　ステップ②…ICMP

ルックアップ・アルゴリズム「二分トライ木」の実装から離れたネットワークへの疎通実験まで
第4章　ステップ③…IPルーティング&フォワーディング

Appendix1　アプリケーションの識別をする「ポート番号」を持つUDPとTCP

プライベート・アドレスとグローバル・アドレスを変換して世界中のホストとパケットを送受信する
第5章　ステップ④…IPアドレスを変換するNAT

☆第2部　ラズパイで実運用も可！アプリケーション・ルータの開発

サッと改造できるからネットワークの実験や検証にピッタリ！
第1章　アプリケーションとして動くソフトウェア・ルータの概要

ネットワーク・インターフェースのオープンから通信のキャプチャ結果ファイルの生成まで
第2章　ステップ①…パケットを送受信してみる

パケットの受信から経路検索，転送先への出力までを行うプログラムを作る
第3章　ステップ②…ルータを作って動かしてみる

NAT/DNSサーバ/DHCPサーバを追加してブロードバンド・ルータ化
第4章ステップ③…インターネットにつなげてみる

IPv4のペイロード部分にシンプルなXOR暗号をかけてみる
第5章　実験…暗号化通信の実装

☆第3部　実験で学ぶ！インターネット・セキュリティ「TLS」

通信情報の秘匿性/改ざん検知/通信相手の認証など
第1章　ネットワーク上に潜む脅威から通信を守るセキュリティ・プロトコル

使いこなせばクラウド上のさまざまなサービスや機能にアクセスできる
第2章　インターネット界の標準セキュリティ・プロトコル「TLS」

TCPと比較しながらサーバ認証/相互認証/最新v1.3を試す
第3章　プログラム作りと実験でTLSで暗号化通信にトライ

Appendix1　TLSでパブリックなウェブ・サーバへの接続にトライ

☆特設　保存版 ネットワーク便利帳2022

☆第1部　Wi-Fi便利帳

ブランド名，規格変遷，認証機関，周波数帯，センサ向け11ah，次世代11ax
第1章　無線LANの基礎知識と標準規格

測位，可視光，放送，車載，センシング，プライバシ保護，Wi-Fi 7
第2章　これから標準化される規格

☆第2部　イーサネット便利帳

変遷，利用シーン，分類や表記，1000BASE-T，100BASE-TX，10BASE-T
第1章　基礎知識と定番インターフェース

パケットやヘッダの構成，拡張ヘッダ，MACアドレス，IPアドレス
第2章　通信の決まりごと

☆回そう！モータ

新連載　TRY仮想開発…DCブラシレス・モータのベクトル制御を例に〈第1回〉
DCブラシレス・モータの数式モデル

ブラシレス・モータを回すプログラム書き方講座〈第9回〉
DMAとA-Dコンバータに関するレジスタを直接設定する

マイコン制御の自動運転カー製作記〈第10回〉
9軸センサから姿勢を推定するカルマン・フィルタをライブラリで実装

☆テクノロジー掘り下げ

Yocto Projectではじめる組み込みLinux開発入門〈第3回〉
ラズパイ編②…Dockerを使ってWindowsにビルド環境を構築する

新連載　ラズパイPicoのUSB活用〈第1回〉
USBベンダ・クラスを使ったUSB-I2Cブリッジ

UART出力アルコール・センサをPCのUSBにつなごう
簡単！USB-シリアル変換基板の使い方

RISC-VonFPGA実装計画〈第3回〉
SPIをHDLで実装する

新連載　作りながら学ぶ!プリント基板設計超入門〈第1回〉
プリント基板設計への誘い

☆MATLAB

体験しながら学ぶ!はじめてのモデルベース開発〈第2回〉
フィードバック制御①…ON/OFF制御と比例制御

ツールボックスのお陰で基本の矩形波駆動を短時間で
ArduinoでDCブラシレス・モータをコントロール

☆鉄道・航空コーナ

電鉄用モータ制御の旅〈第7回〉
音もリアルな電機子チョッパ制御装置にモータの制御アルゴリズムを実装する

☆人工知能や科学計算

AI自習ドリル〈第20回〉
ナップザック問題/巡回セールスマン問題の「解」を最適化手法で求める

☆ニュース&レポート&お知らせ

読者プレゼント

ほんのりInterface

作業部屋ツール自慢〈第4回〉
オシロスコープ迷走記