ネットワークの構成要素を詳しく解説

私たちは公私にかかわらずネットワークを利用しています。普段何気なく利用しているインターネットは、通信ネットワークの一種です。業務で利用する社内ネットワークも、自宅でインターネットに接続するための環境も、ネットワークとしての基本的な仕組みは共通しています。

ただ、ネットワークの全体像を「なんとなく」理解しているだけだと、トラブル時に原因を切り分けにくかったり、機器・回線・サービス選定で判断軸が持てなかったりします。ネットワークは難しい技術に見えますが、要素と役割を分けて押さえると、理解は一気に進みます。

この記事では、ネットワークの基礎知識として、構成要素や仕組み、代表的な種類を整理します。読み終えると、「何が要素で、何がルールで、どこを経由して通信しているか」を説明できるようになり、運用やトラブル対応の視点も持ちやすくなります。

そもそもネットワークとは何か

この章では、ITシステムにおけるネットワークの定義と、何ができるようになるのかを整理します。

ITシステムにおけるネットワークとは、コンピューター同士を相互に接続した状態を指します。また「データが流れる経路」と捉えることもできるでしょう。ネットワークという通信経路があるからこそ、私たちはデータを送受信したり、Webサイトを閲覧したりできます。

ポイントは、ネットワークが「つながる」状態を作るだけでなく、相手を特定し、決められた手順でデータを届けることで、通信が成立している点です。これを支えるのが、後述する構成要素（端末・機器・媒体）と、通信ルール（プロトコル）や識別情報（IPアドレス）です。

ネットワークの構成要素

この章では、ネットワークを成り立たせる基本要素を「端末」「機器」「伝送媒体」に分けて整理します。

ネットワークは大きく「コンピューター」「ネットワーク機器」「伝送媒体」の3つの要素から成り立っています。これらが組み合わさることで、相互通信が可能になります。

コンピューター

コンピューターには、パソコン・スマートフォン・タブレット・サーバーなどが含まれます。パソコンやスマートフォンはユーザー（人間）が操作してネットワークへ接続する「入口」であり、サーバーはコンテンツやサービスを格納し、ネットワークを介して利用者に提供します。

たとえばネットショッピングでは、パソコンやスマートフォンのブラウザ／アプリからWebサーバーへアクセスし、商品情報や決済情報をやり取りしています。動画配信も同様に、配信サーバー（あるいは配信基盤）が存在し、視聴端末と通信しています。

このようにコンピューターは、ネットワークを構成する上で、エンドツーエンドの通信を成立させるために欠かせない要素です。利用者の体感（速い・遅い、つながる・切れる）も、最終的には端末とサーバー間の通信が成立しているかどうかに帰着します。

ネットワーク機器

インターネットや社内ネットワークを普段利用していると、ネットワーク機器の存在を意識する機会は多くないかもしれません。しかし、ネットワークはネットワーク機器なしには構成できません。

自宅に光回線などのインターネット接続環境を構築している場合、ルーターやONU（光回線終端装置）などがネットワーク機器に該当します。家庭内で複数機器を有線接続する場合は、（家庭用ルーター内蔵のものを含む）スイッチング機能が使われることもあります。

コンピューター同士を相互に接続し、コンテンツを利用するためには、データ通信を仲介するネットワーク機器へ接続する必要があります。一般に、次のように役割が整理できます。

• スイッチ（L2スイッチなど）：同じネットワーク内で、機器同士の通信を中継する（複数機器をまとめる）
• ルーター：異なるネットワーク同士を接続し、通信経路（ルート）を選択・制御する
• ONU：光信号と電気信号（デジタル信号）を相互変換し、回線側と宅内側をつなぐ
• アクセスポイント（Wi-Fi機器）：無線端末をネットワークへ接続させる

ここで重要なのは、スイッチは「同一ネットワーク内をまとめる」役割で、ルーターは「異なるネットワークをつなぐ」役割だという点です。社内ネットワークとインターネット、拠点LAN同士など、境界を越える通信にはルーター（またはルーター相当の機能）が必要になります。

ハブという言い方について

日常会話では「ハブ」という言い方が残っていますが、現在の有線LANでは、実態としてはスイッチ（スイッチングハブ）を指していることが一般的です。古い意味での「リピータハブ」は、効率や安全性の観点から現在は主流ではありません。

伝送媒体

この章では、機器同士を物理的・電気的に接続する「道」としての伝送媒体を整理します。

コンピューターやネットワーク機器は、伝送媒体で接続されます。代表的な伝送媒体は、有線（LANケーブル）と無線（電波）です。

LANケーブルは物理的なケーブルであり、有線LAN環境を構築する際に利用されます。パソコンやサーバーと、スイッチ／ルーターなどをLANケーブルで接続してネットワークを構成します。

近年はWi-Fiなどの無線接続も一般的です。Wi-Fiは無線LANの規格であり、無線LAN環境を構築する際に用いられます。Wi-Fiに対応した端末と、アクセスポイント（またはWi-Fiルーター）が必要です。

コンピューターの中でも、デスクトップ型パソコンやサーバーは有線LANを用いることが多く、モバイル型パソコンやスマートフォン、タブレット端末はWi-Fiを用いるケースが多いでしょう。

なお、企業ネットワークではLANケーブル以外にも、光ファイバーが使われる場面があります。配線距離や帯域、電磁ノイズの影響などを踏まえて媒体を選ぶことで、拡張性や安定性を確保しやすくなります。

ネットワークの仕組み

この章では、機器が「何に従って」「誰に向けて」通信しているのかを、プロトコルとアドレスの観点で整理します。

ネットワークで接続された機器同士は、プロトコル（規約）にしたがって通信しています。異なる企業・ベンダーが提供する機器同士でも相互通信できるのは、共通のプロトコルに準拠しているためです。

プロトコルとは

プロトコルとは、通信の手順や形式を定めたルールです。たとえばWeb閲覧ではHTTP/HTTPS、メールではSMTP/IMAP/POP3、IPネットワークの基盤ではIPやTCP/UDPなどが使われます。

プロトコルは用途ごとに役割が分かれています。例えば、IPは「宛先へ届けるための基盤」、TCPは「順序や再送を含めて確実に届ける制御」、UDPは「軽量に送る制御」といったように、性質が異なります。どのプロトコルが使われるかで、通信の振る舞い（遅延に強いか、再送があるか等）も変わります。

IPアドレスとは

相互に通信するためには「通信相手を特定する情報」が必要です。その代表がIPアドレスで、ネットワーク上の住所のように扱われます。IPアドレスを使って宛先を特定し、プロトコルで定められた手順に従って通信することで、ネットワーク上のやり取りが成立します。

社内ネットワークでもインターネットでも、基本的な考え方は同じです。端末がどのIPアドレスを持つか、宛先へどう到達するか（経路選択）、どのプロトコルでやり取りするかが、通信の基本構造になります。

ドメイン名とDNS

私たちが普段入力するのは「example.com」のようなドメイン名であることが多いでしょう。ドメイン名とIPアドレスを対応付ける仕組みがDNSです。DNSが正しく機能することで、私たちは覚えやすい名前でWebサイトやサービスにアクセスできます。

トラブル時に「サイトが開けない」などが起きた場合、原因が回線やWi-FiではなくDNSであるケースもあります。名前解決ができないと、IPアドレスが分からず宛先を特定できないため、通信が始められません。ネットワークの切り分けでは、DNSはよく出てくるポイントのひとつです。

ネットワークの種類

この章では、用途や範囲による代表的な分類を整理します。言葉の違いを押さえると、設計や会話がスムーズになります。

ネットワークと一言でいっても、用途や構成によって複数の分類があります。ここでは代表的な4種類を紹介します。

LAN

LAN（Local Area Network）は、限られた範囲内で構成されるネットワークです。社内ネットワークや自宅のネットワーク環境などが該当します。有線で構成すれば有線LAN、無線で構成すれば無線LANとなります。

LANは比較的閉じたネットワークですが、別のLANやインターネットなど、異なるネットワークへ接続するにはルーターが必要です。逆に言えば、LAN内の機器同士の通信が目的なら、スイッチやアクセスポイントの設計が品質に影響します。

WAN

WAN（Wide Area Network）は、LANよりも広範囲のネットワークです。遠く離れた拠点（本社と支社など）のLAN同士をつなぐ用途で利用されることが多く、通信事業者が提供する回線やサービスを活用して構成されます。

WANは距離が長くなり、外部サービスを介するため、遅延や可用性、帯域設計、障害時の迂回など、検討すべき観点が増えます。拠点間通信では「どの品質を保証したいか」を言語化しておくと、回線・サービス選定がしやすくなります。

イントラネット

イントラネットは、インターネットと同じ技術（TCP/IPなど）を用いて構築された、組織内向けの閉じたネットワーク環境です。社内ポータルや業務システム、社内向けWebサービスなど、関係者だけが利用できるように設計されます。

イントラネットは「閉じている」ことが前提になりやすい一方で、実運用ではクラウド利用やテレワークなどにより境界が曖昧になりがちです。どこまでを社内扱いにするか、誰がどこからアクセスするかを前提に、認証やアクセス制御の設計が求められます。

インターネット

インターネットは、世界規模で構成される巨大なネットワークです。誰もが接続可能であることから利便性が高い一方、悪意ある利用者も存在します。そのため、企業・団体で利用する場合は、アクセス制御や認証、端末管理など、状況に応じたセキュリティ対策が欠かせません。

同じ「ネットワークにつなぐ」でも、社内LANとインターネットでは前提条件が異なります。社内は関係者を想定できますが、インターネットは不特定多数が相手です。業務利用では、この前提差を意識することが、セキュリティ設計の出発点になります。

この記事のまとめ

この章では、ネットワークの基礎を「要素」と「ルール」に分けて振り返り、実務で役立つ観点につなげます。

ネットワークは、コンピューター・ネットワーク機器・伝送媒体の3要素が組み合わさり、プロトコルとアドレス（IPアドレスなど）に基づいて通信が成立しています。

普段は意識しにくい仕組みですが、基本を押さえておくことで、トラブル時の切り分けや、製品・サービス選定の理解が進みやすくなります。まずは「何が要素で、何がルールで、どこを経由して通信しているか」を意識するところから、ネットワークの理解を深めてみてはいかがでしょうか。