ネットワークとは?基本の仕組み・通信の流れを図解でわかりやすく解説

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スマートフォンでWebサイトを開いたり、パソコンからファイルサーバーへアクセスしたりするとき、 私たちは意識することなく「ネットワーク」を利用しています。

しかし、ネットワークの勉強を始めると、 「LANとインターネットは何が違うのか」 「スイッチとルーターは何をしているのか」 「なぜIPアドレスが必要なのか」など、 さまざまな用語が一気に登場します。

最初から個々の技術を暗記しようとすると、ネットワークは非常に難しく感じます。 まずは「コンピューター同士がどのようにつながり、データがどのように相手まで届くのか」という全体像を理解することが重要です。

この記事のゴール

この記事では、ネットワークを初めて学ぶ人が 「ネットワーク通信の全体像をイメージできる状態」 になることを目指します。

🌐 NETWORK BEGINNER

この記事はネットワーク初級講座の一部です。 学習順を確認したい場合は講座一覧から確認できます。

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目次

ネットワークとは?

ネットワーク(Network)とは、 複数のコンピューターや機器を接続し、お互いにデータをやり取りできるようにした仕組みです。

たとえば、会社のパソコンから共有フォルダへアクセスする場合を考えてみましょう。

💻 PC データを要求
→ 通信
🖥️ サーバー データを提供

PCとサーバーがネットワークで接続されていれば、 PCからサーバーへデータを要求し、サーバーから必要なデータを受け取ることができます。

ネットワークへ接続される機器はパソコンだけではありません。

  • パソコン
  • スマートフォン
  • サーバー
  • プリンター
  • ルーター
  • スイッチ
  • クラウド上のサーバー

これらの機器が一定のルールに従って通信することで、 現在のITシステムは成り立っています。

ネットワークとインターネットは同じではない

初心者が最初に混同しやすいのが、 「ネットワーク」と「インターネット」の違いです。

インターネットもネットワークの一種ですが、 すべてのネットワークがインターネットというわけではありません。

NETWORK
🏢

ネットワーク

機器同士を接続して通信できるようにした仕組み全般。 社内だけのネットワークも含まれます。

INTERNET
🌐

インターネット

世界中に存在する多数のネットワークを 相互に接続した巨大なネットワークです。

たとえば、会社のPCから同じ会社内のファイルサーバーへアクセスするだけなら、 インターネットを利用しなくても通信できます。

ポイント
「ネットワーク」という大きな概念の中に、 世界規模のネットワークである「インターネット」が存在すると考えると理解しやすくなります。

LANとWANを理解しよう

ネットワークは規模によって、 LANやWANなどに分類できます。

LANとは

LAN(Local Area Network)は、 家庭や会社、学校など比較的狭い範囲で構成されるネットワークです。

🏢 社内LAN
💻 PC-A
🔀 スイッチ
🖥️ サーバー

家庭のWi-Fiに接続しているパソコンやスマートフォンも、 家庭内LANに参加している機器と考えることができます。

WANとは

WAN(Wide Area Network)は、 離れた場所にあるLAN同士を接続する広域ネットワークです。

東京拠点 LAN
← WAN →
大阪拠点 LAN

企業では、東京本社のLANと大阪支社のLANをWANで接続する、 といった構成が利用されます。

ネットワーク通信に登場する主な機器

ネットワークにはさまざまな機器が登場しますが、 最初は「PC・スイッチ・ルーター・サーバー」の4つを押さえておけば十分です。

💻

PC

Webサイトを閲覧したり、 サーバーへデータを要求したりする利用者側の端末です。

🔀

スイッチ

主に同じLAN内にある機器同士を接続し、 データを適切な機器へ転送します。

📡

ルーター

異なるネットワーク同士を接続し、 データを次のネットワークへ転送します。

🖥️

サーバー

Webページやファイルなど、 利用者から要求されたサービスやデータを提供します。

スイッチとルーターの違い

特に混乱しやすいのが、 スイッチとルーターの違いです。

機器 主な役割 イメージ
スイッチ 主に同じネットワーク内の機器を接続 社内のPCやサーバーをつなぐ
ルーター 異なるネットワーク同士を接続 社内LANと外部ネットワークをつなぐ
まずはこの理解でOK

スイッチ=主に同じネットワーク内をつなぐ
ルーター=異なるネットワーク同士をつなぐ
と覚えておきましょう。

Webサイトを見るとき、データはどう流れる?

ここまでの知識を使って、 パソコンからインターネット上のWebサイトへアクセスする場合を考えてみましょう。

💻 PC 192.168.1.10
→
🔀 スイッチ LAN内を転送
→
📡 ルーター 別NWへ転送
→
🌐 Internet 複数NWを経由
→
🖥️ Webサーバー Webページを提供

大まかな流れは次のとおりです。

  1. PCがWebサーバーへデータを要求する
  2. LAN内のスイッチがデータを転送する
  3. ルーターが外部ネットワークへデータを転送する
  4. インターネット上の複数のネットワークを経由する
  5. 目的のWebサーバーへデータが届く
  6. WebサーバーからPCへ応答が返される

実際の通信では、この裏側でDNS、IPアドレス、MACアドレス、ARP、 TCP、HTTP/HTTPS、ルーティングなど多くの仕組みが動いています。

今の段階ですべてを理解する必要はありません。 「データはいくつもの機器やネットワークを経由して目的地へ届く」 というイメージを持つことが重要です。

ネットワークでは「住所」と「ルール」が必要

ネットワークに接続するだけでは、 コンピューター同士が自由に通信できるわけではありません。

大量の機器の中から通信相手を特定し、 共通の方法でデータをやり取りする仕組みが必要です。

01

IPアドレス

ネットワーク上で通信相手を識別するための 「住所」のような役割を持ちます。

192.168.1.10
02

プロトコル

コンピューター同士が通信するときに使用する 「共通ルール」です。

TCP / IP / HTTP
03

ルーティング

目的地までデータをどの経路へ送るのかを 判断する仕組みです。

Network → Network

IPアドレスはネットワーク上の住所

たとえば郵便物を届けるには、相手の住所が必要です。

ネットワーク通信でも同じように、 「どの機器へデータを届けるのか」を識別する必要があります。 そのために使用される代表的な情報がIPアドレスです。

📮 現実世界

住所を使って
荷物を届ける

≒
🌐 ネットワーク

IPアドレスを使って
データを届ける

プロトコルは通信のルール

相手の住所が分かっていても、 お互いがまったく異なるルールで通信していたら情報を交換できません。

そこでネットワークでは、 プロトコル(Protocol)と呼ばれる通信ルールを利用します。

  • IP:データを宛先まで届けるための基本的な仕組み
  • TCP:データを信頼性高くやり取りする
  • HTTP / HTTPS:Webページなどをやり取りする
  • DNS:ドメイン名からIPアドレスを調べる

ここで理解度チェック:通信経路を動かしてみよう

ここまで理解できたら、 実際に「どの通信で、どの機器を通るのか」を確認してみましょう。

下の3つから通信パターンを選択してください。 選んだ通信に必要な経路が表示されます。

INTERACTIVE LAB

通信経路シミュレーター

初級

通信したい相手を選択してください。

💻 PC 送信元
→
🔀 Switch LAN
→
📡 Router Gateway
→
🌐 Internet WAN
→
🖥️ Server 宛先
同じLAN内の通信

同じLAN内にあるサーバーとの通信では、 基本的にスイッチを経由して通信できます。 外部ネットワークへ出る必要がないため、 ルーターやインターネットを経由する必要はありません。

確認問題:ネットワークの基本を理解できたか確認しよう

最後に3問の確認問題に挑戦してみましょう。 すべてこの記事で学習した内容です。

QUESTION 01

ネットワークの説明として最も適切なものはどれですか?

正解:B

ネットワークとは、PCやサーバーなど複数の機器を接続し、 相互にデータをやり取りできるようにした仕組みです。 インターネットはネットワークの一種です。

QUESTION 02

異なるネットワーク同士を接続する代表的な機器はどれですか?

正解:C

ルーターは異なるネットワーク同士を接続します。 一方、スイッチは主に同じLAN内の機器を接続するために使用されます。

QUESTION 03

PCからインターネット上のWebサーバーへ通信する場合、 一般的にどのような経路になりますか?

正解:A

LAN内のPCから外部のWebサーバーへ通信する場合、 スイッチからルーターへ進み、 ルーターを経由して外部ネットワークへ通信するのが基本的な流れです。

YOUR SCORE 0 / 3

3問に挑戦してみましょう。

ネットワークを学ぶときは「全体像 → 詳細」の順番が重要

ネットワークには、OSI参照モデル、TCP/IP、IPアドレス、 MACアドレス、ARP、DNS、DHCP、ルーティングなど、 多くの技術が登場します。

これらを最初から個別に暗記しようとすると、 「結局これは何のために使うのか」が分からなくなりやすくなります。

そこで、まず今回学習した通信の全体像を基準に考えてください。

今後学ぶ内容は、すべて「データを届ける仕組み」につながる
OSI / TCP-IP 通信機能を階層で整理する
IPアドレス 通信相手を識別する
MACアドレス LAN内の機器を識別する
DNS 名前からIPアドレスを調べる
DHCP IP設定を自動配布する
ルーティング 目的地までの経路を決める

たとえば「ルーティング」を学ぶときは、 単にルーティングテーブルを暗記するのではなく、

「PCから別のネットワークへデータを送りたい」
↓
「どの方向へ送れば目的地へ近づけるのか?」
↓
その経路を判断するのがルーティング

というように、通信全体の中での役割を考えると理解しやすくなります。

まとめ

今回は、ネットワークを学習する最初のステップとして、 ネットワークの基本的な仕組みと通信の流れを解説しました。

01

ネットワークとは、 複数の機器を接続してデータをやり取りする仕組み

02

LANは比較的狭い範囲、 WANは離れたネットワークを接続する広域ネットワーク

03

スイッチは主に同じネットワーク内、 ルーターは異なるネットワーク間の通信を担う

04

IPアドレスは通信相手を識別するための ネットワーク上の住所

05

ネットワーク通信では複数の機器を経由して データが目的地まで届けられる

NEXT LESSON

次は「LANとWANの違いを理解する」を学びましょう

ネットワーク全体のイメージをつかんだら、 次はネットワークの範囲による違いを理解するために、 LANとWANについて学習しましょう。 家庭や会社で使われるLANと、離れた拠点同士をつなぐWANの違いを理解すると、 ネットワークの構成をより具体的にイメージできるようになります。

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