初学者向けネットワークの基礎知識! TPC/IP？プロトコル？IPアドレス？？丁寧に解説します！

2021年9月26日2022年2月12日ITインフラ

こんにちは、kotaroです。

もともと私はインフラエンジニアとしてオンプレのL2,L3ネットワーク周りで仕事していました。

最近は、AWSをやっており純粋なネットワークの業務はやっていないのですが、せっかく身につけた知識なので忘れないうちにアウトプット!

ネットワーク初心者の新入社員に説明する気持ちで書こうと思いますw

ネットワークを学び始めたかたや、もう一度基礎を固めたいかたに参考になればいいなと考えています！

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私が初学者の頃

こんな感じでした。

「具体的にどういうこと！？」「図をくれぇぇぇぇ！」。。。

なかなかイメージしにくい分野だと思いますので学びはじめはかなりきつかったです。

以前勤めていた会社で、入社前の内定者とお話しさせていただく機会があったのですが、

「ネットワークの構築って実際に何やるんですか？」という質問がありました。

おそらく同じ思いをしている方も多いと思いますので、そんな方に向けてイメージを掴みやすくするため図を多めに解説していきます。

正直、この定義を明確にする意味はあまりありません。

私自身、3年働いているうちにだいたいこういうものかなーというのは分かってきたところでした。

ネットワークというものと付き合っていく中で「こういうものなんだな」という自分なりの定義ができればOKだと思います!

図にするとこの部分です！

代表的なものはこんなものです。

これらの機器をLANケーブルや光ケーブルで接続してネットワークを構築しています。

ネットワークに関わるエンジニアはこれらの機器をいい感じに設定して、皆さんのPCとサーバを繋げています。

ネットワーク自体は結構抽象的なものですが、実態は物理的な機会がネットワークを構成しているんです。

先程の物理的なネットワークの中を情報が行き来しているわけです。

ネットワークの中で、通信するためには送信側と受信側で同じルールに則って通信する必要があります。

このルールを「プロトコル」といいます。

なんでプロトコルというルールが必要なのかを少しご紹介します。

例えば皆さんがWindowsのPCを使っていて、Linuxのサーバと通信を行いたいとしましょう。

そんな時、WindowsとLinuxがそれぞれ独自のルールで通信しようとしていたらお互い何を言っているのかわからず、通信できませんよね。

そんな時、OSやメーカに依存しない共通のルールが必要で、それこそがプロトコルなのです。

ネットワークの分野では「TCP/IP」というプロトコルが使われています。

今後ネットワークという言葉が指し示すのは、TCP/IPのネットワークとさせていただきます。

先程述べたTCP/IPでは色々なルールが定義されていますが、それらはざっくりと4つに分類することができます

分類の名前	分類されるもの
アプリケーション層	メールやファイル転送など実際にユーザがやりたいことを実現するためのプロトコル群
トランスポート層	通信相手と確実に通信するためのプロトコル群
インターネット層	直接接続されていないネットワークと通信するためのプロトコル群
ネットワークインターフェース層	直接接続されたネットワークと通信をするためのプロトコル群

ここで、情報量がかなり増えます。。私はここを理解するのめっちゃ時間かかりました。

プロトコルとは一般的に1つの大きいルールで定義するのではなく、複数の小さなプロトコルを寄せ集めて1つのプロトコルとして定義します。

こんなイメージ

TCP/IPでも分類したまとまりの中にも様々なプロトコルが含まれており具体的には下表のようなものがあります。

次に、4つに分類したものの名前に「層」という文字が付いていることについてです。

結論から申し上げると、通信をする際にこれらのルールに則っているかチェックするのですが、それに順番があるからです。

先程の表でいくとネットワークインターフェース層から上へ、またはアプリケーション層から下へと順々にチェックしていきます。

この、「層」のことを「レイヤー」と呼びます。