ネットワークの基礎的な用語をまとめました

## はじめに
以前、ネットワークに関して基本的な内容を勉強する機会があったのですが、用語が整理できていなかったので、備忘録も兼ねてまとめました。
本当に基本的な内容になりますので、ネットワークについてあまり詳しくない人が対象読者となります。

## ネットワークとは
コンピュータを相互接続し、情報を伝達しあうための通信網の事。以下の２種類に分類できる。

- ***パブリックネットワーク***　：不特定多数の人が利用可能。　例）インターネットなど

- ***プライベートネットワーク***：特定の人しか利用できず、利用者が構築、運用。　例）社内ネットワークなど

## インターネットとは
世界中の地域のネットワークが相互接続された世界規模のネットワークのこと。
インターネットの特徴として、***TCP/IPプロトコル***が通信プロトコルとして利用されている。
インターネットで利用できるサービスの例として、例えば以下の２つが挙げられる。

- WWW：Webブラウザ（Internet ExplorerやChromeなど）という専用のアプリケーションを利用して、ハイパーテキストにアクセスする。HTTPと呼ばれる通信プロトコルを利用。

- 電子メール：e-mailアドレスを用いて、メッセージを送受信する。現在はWWWを用いたメールのサービスも主流。

### インターネットでの通信の仕組み
- ***IPアドレス***：
通信時に、ネットワーク内のコンピュータを識別する為に割り当てられる世界で一意の番号。
IANAという組織が管理。

- ***DNS***：
利用者がIPアドレスを意識しなくてもインターネット利用ができるための仕組み。
名前を与えるとIPアドレスを返してくれる。
コンピュータの名前（ホスト名）とIPアドレスとの対応なども変換。
例えば、URLが「www.hoge.co.jp」とすると、「www 」部分をホスト名、「hoge」「co」「jp」部分をドメイン名と呼んで区別する。各ドメインにはその担当のDNSサーバが存在し、階層的に管理されている。

- ***DHCP***：
コンピュータをネットワークに接続した際、自動的にIPアドレスが設定される仕組み。

## LANとWAN
情報通信において、自社で構築するネットワークを***LAN***、他社と契約して利用するネットワークを***WAN***という。
敷地内などはLANでネットワークを構築し、多くは、WANで遠方にあるLANとLANを接続する。

### LANの通信に必要な情報
TCP/IPプロトコルにおいて、通信の送受信に、以下の様な情報が必要となる。

- ***MACアドレス（物理アドレス）***：
NIC等の通信用のインタフェースに割り当てらてている番号。世界で一意。
４８ビットで１６進数が通常用いられる。
HUBやAccess Pointなどの転送装置には存在しない。

- ***IPアドレス（論理アドレス）***：
NIC等の通信用のインタフェースに割り当てらてている番号。
世界で一意である必要がある。
３２ビットの２進数。８ビットの１０進数でも表記。

通信には、通信先を指定する***IPアドレス***と、特定のコンピュータを指定する***MACアドレス***が必要。
IPアドレスからMACアドレスを調査する仕組みを***ARP***という。

- ***ポート番号***：<br>
１台のPC上で複数のプログラムを起動する際、どのプロセス（実行中のプログラムの事）にデータを届けるかを識別するための番号。<br>
１６ビット。０～６５５３５までの１０進数で表される。

![図1.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/305763/ea4829bb-cd1e-2da7-53cd-0ae3de248225.png)

### LANの拡張に必要な機器
LANの拡張には、HUBやルータといった機器が必要となる。

- ***HUB***：
送られてきた通信を、接続されている他の機器にそのままま送信する装置。

- ***ルーター***：
送られてきた通信を、接続されている他の機器に送信する装置。しかし各接続部（ポートという）にはMACアドレスが存在しており、宛先のIPアドレスに応じて転送するかしないかを決定している。

### 拡張されたLANの通信に必要な情報
IPアドレスには、所属ネットワークを識別するネットワークアドレスと、個々のコンピュータを識別するホストアドレスの２種類の情報が含まれる。

- ***ネットワークアドレス***：
HUBやAccess Pointで構成されたネットワークの範囲（ネットワークセグメントという）を識別するのに使用する番号。
TCP/IP通信では同じネットワークアドレスで構成された範囲を***サブネット***、***サブネットワーク***ともいう。

- ***ホストアドレス***：
ネットワークセグメントにおいて一意に決定された番号。

因みに、IPアドレスに対して、***サブネットマスク***と呼ばれる３２ビットのパラメータを基にネットワークアドレス部とホストアドレス部の区別を行う。

- ***デフォルトゲートウェイ***：<br>
あるコンピュータが所属するネット―ワークセグメント内のルーターのIPアドレス。<br>
これを設定する事で自身のネットワーク内以外のコンピュータとも、デフォルトゲートウェイに設定されたルータとの通信を行うことで間接的に通信が行える。
![図2.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/305763/b1c9e70e-9e01-f561-5f08-2a55af049ea5.png)
![図3.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/305763/f9dfd7dd-8fa5-0db4-07fb-4fe12fb636c6.png)

## LANとインターネットとの接続
### LANとLANの接続
LANとLANの接続には、***電気通信事業者***との契約を行い、業者が保有するネットワークに、LANを接続する必要がある。
この際、***回線終端装置***という機器をLANとWANの間に置き、信号を相互変換する。

### LANとインターネットとの接続
インターネットへに接続する回線は、***回線事業者***と契約を行い利用する。
契約すると、回線終端装置が貸し出されるので、これをルータに接続するなどして、プライベートネットワークとインターネットを接続する。
インターネットへの接続サービスは、***インターネットサービスプロバイダ***と契約し、利用する。
インターネット接続に必要なIPアドレスなどはDHCPにより回線終端装置に接続された機器に配布される。
![図4.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/305763/c7bb6333-37b9-f681-358a-7f1585c90082.png)
![図5.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/305763/14abb2e1-92d0-f3cb-cf89-33276efa104b.png)

## さいごに
ネットワークに関する基本的な用語についてまとめてみました。
簡単にイメージできる事を重視したため、厳密さに欠ける説明があるかもしれません。
その際はご指摘頂けると助かります。
最後まで読んで頂きありがとうございました。