ネットワークについて

■ネットワークとは：
コンピュータを相互接続し情報伝達を行う通信網を指す。

■ネットワークの種類：
・パブリックネットワーク：サービス提供者が構築・運用し、不特定多数のユーザーが利用可能。

・プライベートネットワーク：特定のユーザーが自ら構築・運用・利用する。

■インターネットとは：
世界中にあるネットワークを相互に接続・構築された世界規模のネットワーク。
通信の取り決めであるプロトコル（取り決め）としてTCP/IPプロトコルが利用されている。

■インターネットで利用可能な主なサービス：WWW(World Wide Web)
wwwは、webブラウザ(Chrome, firefox, Edge)と呼ばれる専用のアプリケーションを使用する。

■電子メール：
様々な場所やデバイスから同じメールの閲覧やメールの送信ができる。

■インターネットでの通信に必要なもの：
通信にはIPアドレス、URL、mailアドレスが必要となる。

■URL(Uniform Resource Locator)：インターネット上のwebページの場所を示すアドレス。

■IPアドレス：コンピュータを識別する一意の番号であり、重複することは無い。IANAが管理を行い、インターネットの利用は有償となる。

■DNS: Domain Name System。URLやe-mailアドレスといった文字列のアドレスを、コンピュータが識別する数値の羅列であるIPアドレスに変換している。

■LAN: Local Area Network：構内や敷地内など限られた場所に敷設されたネットワーク

■WAN：物理的に離れたLANを結ぶためのネットワーク

■プロトコル：コンピュータが通信するためのルールや決まりごとをプロトコルと呼び、現在ではインターネットを始めあらゆるネットワークでTCP/IPプロトコルが標準になっている。

■LAN構築に必要な機器：
▼有線LAN
・NIC: Network Interface Card（マザーボード搭載型が主流）：通信に必要なインターフェース(インターフェース：異なる機器・装置のあいだを接続して、交信や制御を可能にする装置やソフトウェア。)
・HUB:　複数のコンピュータ接続に必要な機器
・光ファイバーケーブル：安価で電力も送れるツイストペアケーブルが主流

▼無線LAN
・NIC（無線・Network Interface Card）:無線通信に必要なインターフェース。スマホ・タブレットには標準で搭載されているものが多い。
・AP(Access Point):　複数のコンピュータを無線でする際に必要な機器
・電波

■MACアドレス：ネットワーク（インターネット）に接続できる全ての機器に割り当てられている一意の番号のことで、コンピュータについている名前のようなもの。通常48ビットのアドレスで、一般的に16進数で表記される。コンピュータは、送られてきた通信を受信するか判断するためMACアドレスを利用する。

■IPアドレス：NICなどの通信の送信元、宛先になるインターフェースに割り当てられている論理的なアドレス。ネットワーク管理者が割り当てたアドレスを設定して利用する。別のネットワーク上で重複したアドレスが存在したとしても問題ない。

■ユニキャスト通信：宛先として１台の端末を指定しデータを転送する方式

■ブロードキャスト通信：ブロードキャストは1つのネットワーク内の不特定多数の端末（全端末）に対してデータを送信する方式

■ARP（Address Resolution Protocol）：IPアドレスからイーサネットのMACアドレスの情報を得られるプロトコル

■ポート番号：TCP/IP上で動作するプロセスを識別するための番号

■LAN通信の仕組み：
IPアドレスでコンピュータを区別しポート番号でアプリケーションを区別して通信する。

■LANを拡張するために必要な機器：単一ネットワーク内に端末を接続しすぎると通信効率が下がるため、LANを拡張する際には通信が到達する範囲を適切に構成する必要がある。

・HUB：あるポートに送られてきた通信を別のポートに転送する機器。

・ルーター：送られてきた通信を転送する必要があるかどうか判断し、必要に応じて転送する装置。

■IPアドレスには、所属するネットワークを識別するためのネットワークアドレスと、そのネットワーク内で個々のコンピュータを識別するためのホストアドレスの2種類の情報が含まれる。

・ネットワークアドレス：HUBやアクセスポイントなどで構成された、ブロードキャストで通信ができるネットワークの範囲のことをネットワークセグメントと呼び、ネットワークセグメントを識別するための番号。

・ホストアドレス：そのコンピュータが所属するネットワークセグメントで一意に設定された番号。

■サブネットマスク：サブネットマスクとは、IPアドレスを分割して、どこがネットワークアドレス部分で、どこが端末を表すホストアドレス部分かを識別するために使う数値。

■デフォルトゲートウェイ：
デフォルトゲートウェイとは、家庭や社内でのLANからインターネットなどの外部ネットワークに接続する際に、通信の出入口の役割を果たす仕組みのこと。デフォルト（既定）のゲートウェイ、という呼び名のとおり、外部ネットワークへの通信はデフォルトゲートウェイを通して行われる。内部ネットワークにある機器は、デフォルトゲートウェイの情報があれば外部への接続が可能。

■ルーターで拡張されたLANでの通信方法：
地理的に離れた場所にあるLAN同士を接続するためには、電気通信事業者の提供するWAN回線を契約して利用する。WANは広域情報通信網を指しており、電気通信事業者しかネットワークの敷設・保有ができない。そのため利用するには電気通信事業者と契約を取り交わし利用料を支払う必要がある。

▼代表的なWANサービス
・専用線：拠点間をポイントツーポイントで接続し、常時接続環境で利用可能。接続先固定。セキュリティの高さが利点。

・広域イーサネット：全ての拠点同士が繋がっているネットワーク環境のため、接続している拠点間で情報をやり取り可能。距離に依存しない回線速度に応じた料金体系ですが、事業者が定めるエリアを超えた通信を行う場合追加料金がかかる。

・IP-VPN：全ての拠点同士が繋がっているネットワーク環境の為、接続している拠点間で情報を情報をやり取り可能。拠点が全国に分布している企業に適したWANサービスと言える。

■離れたLANやインターネットの接続：
①宛先のネットワークと送信元のネットワークが同じかどうか確認する。
②-A（同じネットワークの場合）：ARPを使用して宛先のMACアドレスを調べ、MACアドレスを利用しデータを送信する。
②-B（異なるネットワークの場合）：ARPを使用しデフォルトゲートウェイのMACアドレスを調べ、データを送信する。
③宛先ネットワークにデータを送信する：ルーティングテーブル（ネットワーク接続されたコンピュータやルーターが個々のネットワーク宛先への経路を一覧化したテーブル状データ）の情報を元に宛先となるポートを選ぶ。
④調べたポートからデータを送信する。

■LANとインターネットを接続するには：
・LANとインターネットを接続するには、回線事業者から通信回線の、インターネットサービスプロバイダーからインターネット接続サービスの契約を行い利用する。

■不正な通信をブロックする方法：
具体例として、ファイアウォールは通信パケットを通過させるか遮断するかを制御する機能。インターネット側から送信されるパケットは全て遮断し、プライベートネットワークから送信されるパケットは、許可している宛先ポートや送信元アドレスによって不正なアクセスを制限する。

■間接的にインターネットにアクセスする（Proxy）：
社内のネットワークからインターネットに直接アクセスするのはリスクがあるため、Proxyを経由して接続するのが一般的。Proxyはクライアントとサーバーの間に介在し、要望と応答の中継処理を行う。クライアントからの要求とそれに対するサーバーの応答を双方向に中継し、代理で処理を行う。