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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、

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。