IT用語集 2022/05/01

ネットワークとは？用途や仕組みなど詳しく解説

「ネットワーク」という言葉はよく耳にするものの、仕組みや役割を整理して説明できる人は多くありません。本記事では、ネットワークの意味（IT分野での使われ方）を押さえたうえで、用途・仕組み・種類・構成要素、そして構築時に意識すべき設計の考え方までを、要点から順にわかりやすく解説します。

ネットワークとは

ネットワークとは本来、人や組織同士がつながり合って情報を共有し合っている状態を指す言葉です。「地域ネットワーク」「人的ネットワーク」といった使われ方をします。交通、物流、通信などの分野で、しばしば網状に構成されている仕組みのことを表します。そのため日本語では「網」と訳されることが多く、「交通網」「放送網」「通信網」といった表現がよく見られます。

その中でもIT分野でネットワークといえば、主に「コンピューターネットワーク」のことを指します。ここでいうネットワークは、複数のコンピューターや機器がつながり、情報（データ）のやりとりが可能になっている状態を意味します。

近年では、パソコンやサーバー以外にもスマートフォン、タブレット、さらにIoT化された製品などもネットワークに接続されています。有線だけではなく無線による接続も一般化しています。ネットワークの規模も、家庭内LANのような小さな範囲のものからインターネットのような地球規模のものまでさまざまです。

ネットワークは何のためにある？

コンピューターを1台のみ（スタンドアローン）で使用していると利便性に欠け、用途が限られてしまいます。例えばアプリケーションを使って文書を作成しても、その文書を簡単に誰かに渡すことができません。USBメモリなどにコピーして渡す、あるいはプリンターで印刷して物理的に手渡す必要があり、頻度やリアルタイム性に大きな制約が生まれます。

これに対して、コンピューターをインターネットに接続していれば、メールを使って簡単に他の人に文書を渡すことが可能です。クラウドサービスを使って文書を共有することもできるでしょう。プリンターを使う場合も、LANにつながっていれば他のパソコンからでも同じプリンターを使用できます。

つまり、ネットワークは情報の共有、各種機器の共同利用、サービスの利用などをスピーディーかつ容易にするために必要です。もしもネットワークが使用できなかったら、以下のようなことはできない、もしくはとても難しくなります。

メールの送受信
Webサイトの閲覧（検索エンジンの利用を含む）
Webサービスの利用
クラウドサービスの利用
SNS
動画サイトの利用
マップサービスの利用
OSやアプリケーションのアップデート
IP電話の利用
Webカメラの利用

ネットワークが普及した背景

コンピューターは複雑な演算処理を高速に行う目的で発展し、研究機関や企業での活用が広がっていきました。その中で、離れた場所にあるコンピューター同士をつなぎ、情報共有や共同利用を可能にする技術としてネットワークの研究が進みます。

代表的な歴史として、1960年代に米国の研究プロジェクトとしてパケット通信の考え方が広がり、1969年には複数の大学・研究機関を結ぶARPANETが運用を開始しました。やがて世界規模で通信規格の標準化が進み、現在のインターネットではTCP/IPを基本として通信が行われています。

コンピューターやネットワークを構成する機器はすさまじい勢いで進化を続け、一度に大量の情報を処理できるようになりました。加えて、各機器も低価格化や小型化が進み、多くの人が利用できるようになったことで、ネットワークは急速に普及しました。

メールの送受信やWebサイトの閲覧、さまざまなサービスの提供など、コンピューターの進歩とともにネットワークも進歩し、今日のように世界中がネットワークでつながるようになっています。

ネットワークの仕組み

ネットワークを構築し、データ通信を行うにあたっては、裏側でさまざまな仕組み・取り決めがされています。ここでは、全体像をつかむために重要度の高いキーワードを紹介します。

プロトコル

ネットワークで通信するために必要な共通手順や約束事のことをプロトコルといいます。異なるメーカーのハードウェアやソフトウェア同士でも正しく通信ができるよう、送受信の手順、データの形式、誤り検知、再送の仕組みなどを定めたものです。

プロトコルには目的別にさまざまな種類があります。インターネットで一般的に使用されているTCP（Transmission Control Protocol）/IP（Internet Protocol）、Web閲覧などで用いられるHTTP（Hypertext Transfer Protocol）、メール送受信用に使用されるPOP（Post Office Protocol）・SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）などが代表的です。

OSI参照モデル

OSI参照モデルは、ネットワークにおいて異なる機種間でのデータ通信を実現するための国際的な考え方（参照モデル）です。ネットワークの機能を7つの階層に分け、それぞれの役割を整理しています。

7層はそれぞれ物理層（第1層）、データリンク層（第2層）、ネットワーク層（第3層）、トランスポート層（第4層）、セッション層（第5層）、プレゼンテーション層（第6層）、アプリケーション層（第7層）となっています。

OSI参照モデルは技術者にとって欠かせない知識の一つです。「どの層の問題なのか」を切り分けられるようになると、トラブル調査や設計の精度が上がります。より詳しくはこちらの記事で解説していますので、併せてご覧ください。

IPアドレス

IPアドレスはネットワークに接続した端末に割り当てられる住所のようなもの、とよく説明されます。ネットワークを介してデータをやりとりする際、送信元と送信先を識別するために付けられる情報がIPアドレスです。

IPアドレスには大きく分けて、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの2種類があります。

グローバルIPアドレスはインターネット側で識別されるアドレスです。これに対しプライベートIPアドレスは、社内LANや家庭内LANなどのローカルネットワーク内で端末を識別するために割り振られます（同じプライベートIPが別の組織で使われていても問題ありません）。

「名前解決」と「アドレス配布」もネットワークの要

ネットワークの現場では、IPアドレスそのものよりも、DNS（名前解決）やDHCP（アドレス配布）といった周辺の仕組みが原因で「つながらない」「遅い」が起きることも少なくありません。

DNS（Domain Name System）
人が覚えやすいドメイン名（例：example.com）を、通信に必要なIPアドレスに変換する仕組みです。DNSが不調だと「IP直打ちなら開くのに、URLだと開かない」といった症状が出ます。
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）
端末に対してIPアドレスやデフォルトゲートウェイ、DNSサーバーなどの設定を自動配布する仕組みです。DHCPが不調だと「IPが取れない」「別セグメントの設定が配られる」などの形で通信が破綻します。

ネットワークでデータが届くまで（超重要な流れ）

「端末Aから端末Bへデータが届くまで」をざっくり押さえると、ネットワークの理解が一気に進みます。

宛先を決める：URLならDNSでIPへ変換します。
同一ネットワークか判断：同じLAN内ならスイッチ経由で相手へ、別ネットワークならルーター（ゲートウェイ）へ送ります。
経路を選ぶ（ルーティング）：ルーターは宛先IPに基づき「次にどこへ渡すか」を決めます。
必要なら変換する：インターネットへ出る場合はNATでプライベートIPをグローバルIPに変換するケースが一般的です。
通信の信頼性を担保する：TCPは再送や順序制御で「落とさず届ける」を支えます（UDPは軽い代わりに基本は再送しません）。
アプリとして成立させる：HTTP/HTTPSなどのアプリケーション層で「Webページとして表示できる」状態になります。

「どこまで進んで、どこで詰まっているか」をこの流れに当てはめると、切り分けの精度が上がります。

ネットワークの種類

ネットワークには以下のような種類があります。それぞれ概要を記します。

LAN

LANはローカルエリアネットワーク、つまり一定の限定されたエリア内で構築するネットワークです。通常、同じ建物内や敷地内のネットワークを指します。家庭内LANや社内LANが知られています。有線接続だけではなく、現在では無線接続（Wi-Fi）もよく利用されています。

WAN

WANはワイドエリアネットワーク、すなわち広域のエリアで構築するネットワークです。点在する多くのLANをつないで展開しますが、多くの場合プライベートなネットワークとして使用されます。拠点間接続では、専用線や閉域網、VPNなど複数の方式が選択肢になります。

インターネット

インターネットは世界的な規模で相互接続された巨大なネットワークです。1990年代から広く使われ始め、2000年代に多くの国で普及して以降は社会インフラの一つとなりました。

イントラネット

イントラネットは企業内などの限られた範囲で利用可能な内部ネットワークを指します。インターネットと同じTCP/IP、HTTP、POP・SMTPといったプロトコルが用いられます。

LANは「同一ネットワーク内でつながる」概念ですが、イントラネットは「インターネット技術を社内向けに使う」概念であり、両者は重なる部分がありつつ、焦点が異なります。

パブリックネットワーク

パブリック（公的な）と名前がついている通り、誰もが接続可能な公開されているネットワークのことを指します。代表的な例としてはインターネットが挙げられるでしょう。その他にも、カフェや空港などで利用できる公衆無線LANなどもパブリックネットワークの一つです。

不特定多数が利用できるぶん、盗聴やなりすまし、偽アクセスポイントなどのリスクも上がります。フリーWi-Fiを利用するときの注意点はこちらの記事で解説していますので、併せてご覧ください。

プライベートネットワーク

プライベート（私的な）と名前がついている通り、限られた人・範囲内で利用されるネットワークのことを指します。代表的な例として、イントラネットや社内ネットワーク、家庭内ネットワークが挙げられます。

プライベートネットワークは単体で完結することは少なく、パブリックネットワーク（インターネット）との出入り口（境界）を設けたり、WANで拠点間をつないだりして利用されることが一般的です。この「境界」をどう設計するかが、セキュリティと運用性を大きく左右します。

ネットワークの構成要素

ネットワークは大きく「端末（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。端末が私たちとネットワークをつなぐ窓口となり、ネットワーク機器と伝送媒体によってデータを相互にやり取りする仕組みです。

端末にはパソコンやスマートフォン、タブレット、サーバーなどが該当します。ネットワーク機器はL2スイッチやルーター、無線LANアクセスポイントなどが該当し、伝送媒体としてはLANケーブルや光回線、Wi-Fiなどの無線電波が該当します。

代表的なネットワーク機器の役割

L2スイッチ（スイッチングハブ）
同一LAN内での通信を中継します。基本はMACアドレスを見て転送先を判断します。VLAN（論理的な分割）を扱うことも一般的です。
ルーター（L3機器）
異なるネットワーク同士をつなぎます。宛先IPに基づいて経路（ルーティング）を判断し、次の中継先へ渡します。
ファイアウォール
ネットワークの境界で通信を許可・遮断します。「どこから、どこへ、何番ポートで」などのルールで制御し、攻撃の侵入や情報流出を抑えます。
無線LANアクセスポイント
無線端末をLANへ接続します。暗号化（WPA2/WPA3など）や端末数・電波設計が品質に直結します。
ロードバランサ
Webなどのサーバー群へ負荷を分散し、性能と可用性を高めます（単一障害点を減らす設計にも関わります）。

ネットワークが「複雑になりやすい」理由

現実のネットワークは、単に端末をつなぐだけでなく、次のような要件が同時に乗ります。

性能：混雑しない帯域、遅延の抑制、ピークへの余力
可用性：機器故障や回線断でも止まりにくい冗長化
セキュリティ：境界防御だけでなく、内部の分離（セグメント/VLAN）や認証
運用：監視、ログ、変更管理、障害時の切り分け

「つながる」だけの設計から一段進めて、これらをバランスさせる必要があるため、ネットワークは複雑になりやすいのです。

より詳しくはこちらの記事で解説していますので、併せてご覧ください。

ネットワークの構築

ネットワークの構築と一言でいっても、どのような環境で利用するのかによって形態や注意すべき点などは変わってきます。また、ネットワークは複雑になりやすいため、事前にしっかりと準備することも重要です。ここでは、社内・病院・学校におけるネットワーク構築の解説と併せて、ネットワーク設計の考え方について見ていきましょう。

ネットワークの設計

ネットワークを構築するにあたり、欠かせないものが「ネットワーク設計」です。ネットワーク設計とは、端末やサーバー、プリンターなどが相互に通信できる環境を、要件に合わせて組み立てる作業を指します。

ネットワーク設計をする際には、単に相互に接続してインターネットまで利用できるようにするだけでは不十分です。近年ではネットワークがつながらなくなると業務に多大な影響を及ぼすため、ネットワーク機器などに不具合が発生しても常時接続可能な環境（冗長化）を検討する必要があります。加えて、サイバー攻撃や情報漏えい、不正アクセス、内部不正に対するセキュリティ対策も欠かせません。

設計でよく使う「判断の軸」

性能（帯域・遅延・同時接続数）
「平均」ではなく「ピーク」を見積もるのがポイントです。Web会議や大容量更新、授業の一斉アクセスなど、同時に負荷が跳ねる場面を想定します。
可用性（止まりにくさ）
回線・機器・電源・構成のどこが単一障害点になるかを洗い出し、必要に応じて冗長化します。
セキュリティ（分離と境界）
「社内は安全」という前提が崩れているため、重要度に応じたセグメント分割、認証、出口制御、ログの確保を考えます。
運用（保守・監視・変更管理）
設計が立派でも運用が回らないと事故につながります。監視の対象・通知・対応手順まで含めて設計します。

冗長化で押さえたい基本

回線冗長：異なる経路・異なる事業者を含めて検討すると、同時断のリスクを下げやすくなります。
機器冗長：FWやコアスイッチを二重化し、片系故障でも通信を継続できるようにします。
経路冗長：ルーティングやスパニングツリー等の設計が不十分だと、冗長化が逆に不安定要因になる場合があります。

ネットワーク機器の冗長化やファイアウォールなどのセキュリティ対策の導入など、ネットワークを構築する際には考慮すべき点が数多く存在します。このことからも、ネットワークを構築する際には、ネットワーク設計の重要性がわかるでしょう。

ネットワーク設計についてはこちらの記事でも解説していますので、併せてご覧ください。

社内ネットワークの構築

社内ネットワークは企業内で利用されるネットワークであり、LANとWANを組み合わせて構築されるネットワークです。各支店でLANを構築し、WANによって相互に接続する、といった使い方が一般的です。

社内ネットワークを構築する際には、十分なセキュリティ対策とトラフィックに注意する必要があります。近年では企業が持つ情報の価値が上がり、個人情報や機密情報を狙うサイバー攻撃も多発しています。また、ネットワークの規模が大きくなると通信速度の低下や接続できなくなる事態が発生しやすくなるため、性能設計と監視も重要です。

社内ネットワークの構築については、こちらの記事でも詳しく解説していますので併せてご覧ください。