ネットワークの構成

要点と定義

ネットワークは、機器やネットワーク同士をつないでデータをやり取りする仕組みです。インターネット接続サービスを提供する事業者はISPです。

LANは家庭、オフィス、構内など限られた範囲のネットワークです。WANは離れた拠点などを結ぶネットワークです。同じ構内のサーバへ接続する通信はLAN内で行えますが、離れた支社から本社のLAN上のサーバへ接続する場合は、拠点間を結ぶWANが必要です。

LANの物理的な接続形態の一つがスター型です。ハブを中心に複数の機器を放射状につなぎます。

ルータは異なるネットワークを相互接続し、宛先に応じた経路を選んでパケットを中継します。宛先IPアドレスを見て転送先を決める機器には、ルータとL3スイッチがあります。L2スイッチは主にMACアドレスを使って転送先を決めます。

NATはIPアドレスを変換する技術で、プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスの相互変換に使われます。

グローバルIPアドレスは割当てを受けた範囲で使います。サーバの故障後、旧サーバで使っていたアドレスを新サーバへ引き継げる場合があります。同じアドレスを複数のサーバで同時に使うと、通信に支障が生じます。

VPNは、公衆ネットワークなどを利用しながら、専用ネットワークのように使える仮想的なネットワークです。

輻輳は通信が集中し、ネットワークの処理能力や許容量を超えて、通信が遅くなったりつながりにくくなったりする状態です。

Wi-Fiは、IEEE 802.11規格を使う無線LAN製品の相互接続性を示すブランド名です。LTEは携帯電話の無線通信規格です。キャリアアグリゲーションは複数の周波数帯を同時に使い、通信速度の向上を図る技術です。

IoTネットワークでは、IoTデバイスとIoTサーバなどをネットワークで接続します。通信方式は、通信距離、速度、消費電力などの用途に応じて使い分けます。用語例には、IoTエリアネットワーク、BLE、LPWA、エッジコンピューティングがあります。

適用条件と例

同じ建物内のPCから同じLANにあるサーバへ接続するなら、通常はLAN内の通信です。離れた支社から本社のサーバへ接続するなら、拠点間をつなぐWANが必要です。ネットワークの境界を越えてパケットを中継するときは、ルータなどが宛先IPアドレスを基に経路を選びます。

家庭内の機器がプライベートIPアドレスを使い、外部との通信でグローバルIPアドレスへ変換される構成はNATの例です。グローバルIPアドレスは割当てを受けて利用し、サーバ交換後に引き継ぐ場合は、旧サーバが使えなくなってから新サーバで使います。