ネットワークの全体像

この章で学ぶこと

• ネットワークとインターネットの違い
• クライアント、サーバー、ルーターの役割
• データがパケットに分かれて届く仕組み
• 通信を層に分けて考える利点

ネットワークとは

ネットワークは、複数のコンピューターやスマートフォンなどを接続し、データをやり取りできるようにした仕組みです。家庭や学校の中だけを結ぶ小さなネットワークもあれば、世界中のネットワーク同士をつないだインターネットもあります。

Webはインターネットを利用するサービスの一つです。インターネット上では、Webのほかにもメール、オンラインゲーム、ビデオ通話などが動いています。「Web」と「インターネット」は同じものではありません。

通信に登場する機器

ブラウザでWebサイトを開く場面には、主に次の役割が登場します。

• クライアント：情報を要求する側。ブラウザを動かすパソコンやスマートフォンなど
• サーバー：要求を受け取り、Webページやデータを返すコンピューター
• ルーター：異なるネットワークをつなぎ、データを次に送る経路を選ぶ機器
• アクセスポイント：Wi-Fiを使う端末を有線側のネットワークへつなぐ機器

家庭用の「Wi-Fiルーター」は、ルーターとアクセスポイントなど、複数の役割を1台で担当することがあります。

スマートフォン
      │ Wi-Fi
      ▼
家庭のルーター ── インターネット上のルーター ── Webサーバー
      ▲
      │ 有線LAN
   パソコン

途中の経路は毎回まったく同じとは限りません。ルーターは宛先を見て、次にどこへ渡すかを判断します。

データはパケットに分けて送られる

大きなデータを一つのかたまりのまま送るのではなく、ネットワークでは小さな単位に分けて扱います。この単位をパケットと呼びます。各パケットには、宛先など配送に必要な情報が付けられます。

パケットに分けると、一つの回線を複数の通信で共有できます。途中で失われたデータだけを送り直すこともできます。一方で、混雑や遠い経路によって到着に時間がかかったり、届く順番が入れ替わったりすることがあります。

ネットワークの状態を表す代表的な言葉も覚えておきましょう。

• 帯域幅：一定時間に送れるデータ量の目安。道路の幅にたとえられる
• 遅延（レイテンシ）：データが相手へ届くまでにかかる時間
• パケットロス：途中でパケットが失われること

「回線が速い」とき、データ量を多く運べることと、応答がすぐ返ることは別の性質です。大きなファイルのダウンロードには帯域幅が、オンライン会議やゲームには遅延も大きく影響します。

通信を層に分けて考える

ネットワークの仕事は複雑なので、役割ごとの層に分けて考えます。Webを理解するときは、次の4層で見ると整理しやすくなります。

層	主な役割	例
アプリケーション層	アプリ同士が交換する内容や手順	HTTP、DNS
トランスポート層	アプリ間でデータを運ぶ	TCP、UDP
インターネット層	異なるネットワークを越えて宛先へ届ける	IP
リンク層	同じネットワーク内で隣の機器へ届ける	Ethernet、Wi-Fi

送信側では上の層から下の層へ必要な情報を付け、受信側では逆に情報を取り外しながら元のデータをアプリへ渡します。層ごとに役割を分けることで、Wi-Fiから有線LANに変わっても、Webアプリは同じHTTPを利用できます。

OSI参照モデルでは7層に分けますが、この教材では、実際のインターネットを理解しやすい4層の考え方を使います。

確認問題

1. インターネットとWebの違いを説明してください。
2. ルーターは通信の中で何を判断しますか。
3. 帯域幅が十分でも、ビデオ通話が途切れる原因には何が考えられますか。
4. 通信を層に分ける利点を一つ挙げてください。

まとめ

インターネットはネットワーク同士を結ぶ仕組みで、Webはその上で利用するサービスです。データはパケットとして複数の機器を経由し、各層の決まりに従って宛先へ運ばれます。次章では、宛先を表すIPアドレスと、名前をIPアドレスへ変換するDNSを学びます。