自宅インフラのネットワーク構成を図付きで紹介してみた（2025年5月版）

## はじめに

本記事では、自宅環境で実践した**ネットワーク構成図の作成と構成意図の整理**について紹介します。

私は現在、インフラエンジニアとして実務に携わる一方で、より実践的な知識の定着とスキルの可視化を目的として、自宅での検証環境を構築しています。

この構成図は、以下のような観点で設計・運用されています：

- **ルーターの二重構成（AX23 + ER605）による外部・内部ネットワークの分離**
- **VLANによるセグメント分離と役割ごとのトラフィック制御**
- **サーバ運用におけるセキュリティ設計（UFWやSSH制限）**
- **将来的な監視構成（Zabbix）やIoT導入を見据えたスケーラビリティ**

### 想定読者

- 自宅ネットワーク・サーバー環境を構築してみたいインフラ系エンジニア
- ポートフォリオとしてネットワーク構成図を作成したい方
- VLAN、二重ルーター構成などに興味がある方

### 本記事でわかること

- VLAN・ルーターを活用した自宅ネットワークの実例と構成図
- 各機器やセグメントの役割分担と運用設計のポイント
- 今後の展望やスケーラブルな構成に向けた考慮点

---

## 前提条件・環境

### 使用OS・ソフトウェア

- Ubuntu Server 22.04 LTS
  - Flask（Pythonアプリケーション）
  - Nginx（Webサーバ／リバースプロキシ）
  - UFW（ホストファイアウォール）
  - systemd（常駐プロセス管理）

### 使用機器・構成図

### ネットワーク構成機器
- **ルーター1（メイン）**：TP-Link AX23  
　┗ 楽天ひかり直結・IPv4/IPv6両対応・NAT転送/DDNS設定  
- **ルーター2（内部管理）**：TP-Link ER605  
　┗ VLANルーティング・静的ルート制御・IPv4専用  
- **スイッチ**：TP-Link TL-SG108E（L2スイッチ・VLAN対応）

### クライアント/サーバ
- **サーバー（AX23配下）**：ノートPC（Ubuntu Server）  
- **クライアント（VLAN10）**：Windows 11 PC（AnyDesk/SSHテスト用）
- **ラズベリーパイ（VLAN20）**：SMB共有実装済　今後Zabbixで利用予定  


>  構成図作成には diagrams.net（旧draw.io）を使用
 **構成図作成ツール**：[diagrams.net（旧draw.io）](https://www.diagrams.net/)

以下が構築した自宅ネットワークの全体構成図です：
![Termnix_IT_20250601版.drawio.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/4092000/e6ee0647-454a-41ca-9ed5-6685cc5709c2.png)


---

## 構成の背景と意図

### なぜこのネットワーク構成にしたのか

当初はTP-Link ER605を楽天ひかりに直接接続し、メインルーターとして使用する予定でした。  
しかし楽天ひかりのIPv6方式（クロスパス）にER605が対応しておらず、**IPv6の通信も並行して扱いたい**という方針から、ネットワーク構成を見直すことにしました。

結果として、IPv6対応のAX23をWAN直結とし、ER605は**内部セグメント管理専用**として構成する形になりました。  
この構成にしたことで以下のような副産物も得られました：

- **AX23配下の機器がDMZのように動作**し、公開用途のサーバ配置が容易
- **AX23がIPv6 / DDNS担当、ER605がIPv4 / VLAN制御担当**という明確な役割分担

今後は、AX23単体でWi-Fiを担当している現状から一歩進み、**ER605配下に無線APを導入**し、VLANごとの無線分離構成を検討しています。

---

### VLAN分離による構築メリット

今回のネットワークでは、ER605を中心に**VLANをセグメント単位で構築**しています。これにより：

- ネットワークアドレスによるアクセス制御が容易になり、UFWやルーター設定の柔軟性が向上
- 将来的には**Wi-Fi機器同士の横通信を遮断**した構成（セキュリティ強化）も可能
- VLANのネットワークアドレスで**役割が識別しやすくなり、家庭用/公開用サーバを明確に分離**

また、VLANにより**「AX23配下のどの機器に通信させるか」も制御可能**で、IPv6やDDNSのテストにおいても有用な構成となりました。



## システムの概要

### VLAN構成の詳細
この構成では、4つのセグメントをVLANで分離し、役割を分担させています。

| VLAN | 用途 | 主な機器 | 現状 | 将来的な構想 |
|------|------|----------|------|----------------|
| VLAN10 | クライアント用（有線） | Windows PC（管理用） | 運用中 | 継続利用予定 |
| VLAN20 | サーバ・共有用 | Raspberry Pi、Zabbix（予定） | 運用中 | 各種内部サービスの拡充を予定 |
| VLAN30 | 無線端末用（IoT・スマホ等） | 無線AP（増設予定） | **未運用（現在はAX23のAPを使用）** | 無線機器をすべてVLAN30に集約予定 |
| VLAN40 | テスト用 | 任意（ノートPC等） | 必要に応じて | 維持（自由度の高い検証用セグメント） |


### システム全体構成とネットワーク設計について

この構成では、家庭内ネットワークを4つのセグメント（VLAN）に分割し、ルーター二重構成とポートフォワーディングを組み合わせることで、安全性と運用の柔軟性を両立させています。

上位ルーターであるTP-Link AX23はIPv6およびDDNS対応を担い、  
内部ルーターであるER605はVLANルーティングやアクセス制御を集中管理しています。

## 各ネットワーク機器の役割と選定理由

### TP-Link AX23（WAN側ルーター）
- **役割**：楽天ひかりに直結し、IPv6およびDDNS機能を担う
- **特徴**：
  - 外部公開用のポート転送を実施
  - DDNSを設定して安定したアクセスを確保
  - **UbuntuサーバをAX23直下に配置し、DMZ的な役割を担わせている**

### TP-Link ER605（内部ネットワークの中核）
- **役割**：VLANごとのネットワーク分離とルーティング管理
- **特徴**：
  - 家庭内LANの制御・セキュリティ強化を担当
  - VLANごとにセグメントを分け、今後の拡張にも対応

### TL-SG108E（L2スイッチ）
- **役割**：ER605配下でVLANの物理タグ付き通信を担う
- **特徴**：コストを抑えつつ、VLAN対応で学習にも最適

### UbuntuノートPC（AX23配下）
- **役割**：Flaskアプリ＋Nginxによる**外部公開Webサーバ**
- **特徴**：
  - AX23のNAT＋ポート転送を活用して外部アクセス可能に構成
  - systemdでFlaskアプリを常駐化、UFWで最小限のセキュリティ設定

### Raspberry Pi（ER605配下 / VLAN20）
- **役割**：内部ファイル共有（Samba）＋Zabbix監視予定
- **特徴**：低電力で常時稼働向き、複数用途に活用


 ---
この構成では、**UbuntuサーバをあえてAX23配下（ルーター直下）に配置**することで、  
DMZ的なネットワークとして外部公開しやすい構成を実現しています。

ER605配下の家庭用ネットワークとはVLAN・物理的にも分離されており、  
ルーター間の役割分担（AX23＝外部対応、ER605＝内部制御）を明確にする意図があります。

現在、スマートフォンやタブレットといった無線端末はAX23の内蔵AP経由で接続されています。

しかし将来的には、**VLAN30を無線端末・IoTデバイス専用セグメント**として構成し、  
ER605配下に**独立した無線APを追加**して運用する構想です。

この構成にすることで：

- 無線機器間の直接通信を遮断（横方向トラフィックの最小化）
- 有線と無線をセグメントごとに分離し、**セキュリティと管理性を向上**
- VLANごとに役割を明確化することで、今後の自動制御・監視導入にもスムーズに対応

を狙っています。


---

## 現在すでに運用中の構成要素とその役割

-  **DDNS設定（TP-Link DDNS）**  
　AX23ルーターのDDNS機能を用いて、WAN IPの変動を自動追跡し、  
　外部からの安定したアクセスを確保しています。検証用にFlaskサーバやSSHアクセスを利用。

-  **ファイル共有構成（Raspberry Pi + SMB）**  
　家庭内のファイル共有用に、Raspberry Pi上でSambaを構成済み。  
　Windows PCからもマウント可能な構成として動作確認済み。

　

## 今後の構成拡張計画（Zabbix・HTTPS・無線分離など）

### 短期目標
- Raspberry PiにZabbix導入
- FlaskサーバのHTTPS対応（Let's Encrypt）
- systemd構成の見直しとログ最適化

### 中期目標
- VLAN30に無線APを追加してIoT機器分離
- アクセスログ可視化（GoAccess／fail2ban）
- バックアップ自動化（rsync＋cron）

### 長期目標
- GitHub Actionsとサーバ連携（CI/CD）
- Ansibleで構成一括管理
- pfSenseなどによる自作UTM構築の検証



## まとめ

本記事では、自宅ネットワーク環境における**ルーター二重構成＋VLAN設計**を中心とした構築事例と構成図を紹介しました。

今回の構成は、以下のような技術的・運用的な目的をもって設計されています：

- 外部公開を見据えたUbuntuサーバを**AX23配下にDMZ的に配置**
- 内部ネットワークは**ER605によるVLAN分離とアクセス制御**
- DDNSを活用して動的IPでも安定したリモートアクセスを実現  
- IPv6対応機器を活かし、今後の拡張にも対応できる構成
- ファイル共有（SMB）やSSH、AnyDesk接続も可能な**セキュアな環境**

さらに、将来的には：

- **Zabbixを導入して監視体制の強化**
- **VLAN30でIoT/無線機器を分離・管理**
- **Let's EncryptによるHTTPS化**
- GitHubに設定ファイルやアプリを管理し、pushをトリガーに**サーバへ自動反映（CI/CD）**する仕組みの導入
- Nginxやufwなどの設定をスクリプト化し、**構成の再現性や管理効率を高める自動化の検討**

といった拡張を予定しており、**成長可能なポートフォリオ型構成**として運用・改善を続けています。

---

### 今後の発信予定

この構成をもとに、以下のような実装記事も順次公開していく予定です：

-  `ufwでSSH/AnyDeskの通信を許可し、安全なリモート接続を構築する方法`（次回予定）
-  `Let's EncryptでHTTPS対応したFlask＋Nginxサーバ構築手順`
-  `Zabbixを使ってRaspberry Piからネットワーク監視する構成`

---

> 最後までお読みいただき、ありがとうございました！  
> 本構成や記事内容に関するご質問・ご意見がありましたら、ぜひコメント欄またはGitHubでお知らせください。



**筆者プロフィール**：[@Termnix-IT](https://qiita.com/Termnix-IT)

**ご意見や質問があればお気軽にコメントください！**  
 GitHubでも関連設定ファイルなど公開予定 → [https://github.com/Termnix-IT](#)