ネットワークの基礎知識

【ネットワークの基礎知識】ゼロから学ぶ|仕組み・構造・通信の基本を完全理解

ITの仕組みを理解する上で、ネットワークは避けて通れない中核領域です。

このカテゴリでは、通信の仕組みを支える基本概念から、IP・DNS・ルーティング・VLANなどの主要技術まで、学習の流れを体系的に整理しています。

個々の記事では、実務にも直結する内容をステップごとに扱い、ネットワークの「構造」「通信」「管理」を段階的に理解できるよう構成しています。

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基礎を押さえたい方も、ITインフラを俯瞰したい方も、このインデックスを起点に必要なテーマへ進めます。

ネットワークの基礎知識

🔴 ネットワークの基礎知識
📌  ゼロから理解する、実務に活かせるネットワーク思考
└─【ネットワークの基礎知識】ゼロから学ぶ|仕組み・構造・通信の基本を完全理解
  ├─【ネットワークの基礎知識】基本的な概念とネットワークの重要性
  ├─【ネットワークの基礎知識】IPアドレスとサブネット: 実務で活かせるネットワーク技術の基本
  ├─【ネットワークの基礎知識】MACアドレスとブロードキャスト: 通信の基礎と活用法
  ├─【ネットワークの基礎知識】ポート番号とトランスポート層の基本: TCP/UDPの使い分け
  ├─【ネットワークの基礎知識】DNSと名前解決の仕組み: IPアドレスとの関連性を理解する
  ├─【ネットワークの基礎知識】ルーティングの基礎: デフォルトゲートウェイと経路選択
  ├─【ネットワークの基礎知識】ネットワーク機器の役割と構造: ルータ・スイッチ・ハブの違い
  ├─【ネットワークの基礎知識】NATとプライベートIPアドレスの活用: グローバルIPとの変換技術
  ├─【ネットワークの基礎知識】ARPとICMPの基本操作: ネットワーク診断コマンドを使いこなす
  ├─【ネットワークの基礎知識】無線LANと有線LANの違い: 物理層における通信手段の選択
  ├─【ネットワークの基礎知識】帯域とレイテンシの理解: ネットワーク性能を支える基礎用語
  └─【ネットワークの基礎知識】ネットワーク分離とVLANの概念: セキュリティと構成の最適化

基本的な概念とネットワークの重要性

ネットワークって、パソコン同士がつながるだけじゃないの?

どうしてそんなに重要だって言われるの?

ネットワーク技術は、現代のITインフラを支える中核要素です。
私たちが使うあらゆるシステムやアプリケーションは、通信という仕組みの上で動いています。

その理解に欠かせないのが「プロトコル」と「レイヤ」という2つの基本概念です。これらは、データがどのように転送され、どのように整合性を保ちながら通信が成立しているのかを示す基盤となります。

このカテゴリでは、ネットワーク通信の背後で働くプロトコルやレイヤ構造をはじめ、IP・DNS・ルーティングなどの技術要素を体系的に整理しています。
それぞれの記事を通じて、ネットワークがどのように機能し、どのように最適化やセキュリティ確保が行われているのかを理解できます。

ネットワークの原理を俯瞰して学ぶことで、日々のシステム設計や運用判断に役立つ「基礎としてのネットワーク思考」を身につけることができます。 

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IPアドレスとサブネット: 実務で活かせるネットワーク技術の基本

IPアドレスって数字の羅列だけど、あれってどういう意味があるの?

サブネットって何を区切ってるの?

IPアドレスとサブネットは、ネットワークの設計図を描くための「座標軸」です。
通信の経路を決めるのではなく、どの範囲が自分の領域で、どこから外部かを明確に線引きするための技術です。
現場ではこの理解が、トラブル原因の特定からアクセス制御、そしてセキュリティ設計の根拠にまで直結します。

このクラスタでは、数式や理論だけでなく、“運用現場でどう判断するか”という実務思考を軸に解説しています。
試験知識ではなく、障害対応や構成設計に即した「現場で使えるIPの考え方」を身につけることが目的です。 

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MACアドレスとブロードキャスト: 通信の基礎と活用法

MACアドレスって聞いたことあるけど、IPアドレスと何が違うの?ブ

ロードキャストってどういう仕組み?

ネットワーク通信の最も基礎にあるのが、機器同士が直接やり取りを行うための「MACアドレス」と「ブロードキャスト通信」です。
IPやルーティングのような論理層が動く前に、実際の通信が成立するための“最初の一歩”を担っているのがこの領域です。

このカテゴリでは、通信がどのように相手を見つけ、どのように同一ネットワーク内へ届けられるのかを、物理層に近い視点で整理しています。
MACテーブルやブロードキャストの仕組みを理解すれば、ネットワークトラブルの初動判断力が格段に高まります。

IPでは見えない「通信の入口」を理解することで、ネットワーク全体の構造をより立体的に捉えられるようになります。 

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ポート番号とトランスポート層の基本: TCP/UDPの使い分け

ポート番号ってよく見るけど、実際どういう役割?

TCPとUDPって何が違うの?

通信は届いているのに、アプリが応答しない──その原因を探ると、ほとんどの場合は「トランスポート層」に行き着きます。
ポート番号はアプリケーション同士をつなぐ“入口”であり、TCPとUDPは通信の性質そのものを決定づけるプロトコルです。

このクラスタでは、単なる理論ではなく、「なぜTCPで通信が安定し、なぜUDPが速いのか」を、実際のネットワーク挙動をもとに整理します。
接続の信頼性、再送制御、リアルタイム通信の最適化──トランスポート層の理解は、実務でのトラブル対応と設計判断の精度を大きく変えます。 

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DNSと名前解決の仕組み: IPアドレスとの関連性を理解する

URLを入力したら勝手にサイトが開くけど、裏では何が起きてるの?

DNSってどんな仕事をしてるの?

インターネットの通信は、すべて数値化されたIPアドレスで成り立っています。
しかし、私たちが覚えているのは「bepro.jp」や「google.com」といったドメイン名。
この“人間の感覚”と“機械の論理”の間をつなぐ翻訳装置が、DNS(Domain Name System)です。

DNSは単なる住所録ではなく、通信の出発点であり、トラブルの原因を突き止める際にも欠かせない仕組みです。
このカテゴリでは、DNSの階層構造、キャッシュの流れ、レコード種別の役割を体系的に整理し、ネットワーク全体の裏側で何が起きているのかを理解できるようにします。

「なぜ目的のサイトにたどり着けるのか」「なぜ名前解決が遅いのか」──その答えを知ることで、ネットワークの仕組みが一気に立体的に見えるようになります。 

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ルーティングの基礎: デフォルトゲートウェイと経路選択のしくみ

ネットワークの「経路を選ぶ」ってどういうこと?

ルーターがやってるルーティングって何をしてるの?

ネットワークの世界では、データは常に「どの経路を通るか」を判断しながら目的地へ進みます。
その経路を決定する中枢がルーティングです。

ルーティングを理解するということは、ネットワーク全体の“意思決定”を理解するということ。
どのパケットをどこへ送るのか、なぜ特定の経路が選ばれるのか──その背景を読めるようになることで、設計もトラブル対応も一段深い次元へ進化します。

このクラスタでは、デフォルトゲートウェイの役割や経路選択の基本原理を通じて、「通信の流れを読めるエンジニア」になるための視点を整理しています。
単なる設定知識ではなく、“ネットワークを導く思考力”を養うことが目的です。 

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ネットワーク機器の役割と構造: ルータ・スイッチ・ハブの違い

ルーターとかスイッチとか、似たような機器が多いけど何が違うの?

家庭と企業で使い方は違うの?

ネットワークを構成する要素の中でも、「ルータ」「スイッチ」「ハブ」は“物理的なつながり”を支える要の存在です。
IPやDNSのような論理構造を理解しても、これら機器の動作原理を誤解していると、通信の最適化もトラブル対応も中途半端で終わります。

このカテゴリでは、データがどの段階で振り分けられ、どの機器がどの層でどんな処理を担っているのかを構造面から整理しています。
単なる装置の違いではなく、「通信経路の設計思想」に踏み込むことで、ネットワーク全体を俯瞰できる実践的な理解を目指します。 

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NATとプライベートIPアドレスの活用: グローバルIPとの変換技術

家の中では同じ回線を使ってるのに、どうして全員インターネットにつながるの?

NATって何をしてるの?

インターネットと社内ネットワークの“境界”を守りながら、効率的に通信を成立させる——その中心にあるのがNAT(Network Address Translation)です。
NATは単なるアドレス変換技術ではなく、外部との接続を制御する「通信のゲートキーパー」としての役割を持ちます。

このカテゴリでは、NATの仕組みとプライベートIP・グローバルIPの関係を軸に、ネットワークの“外と内”の設計思想を整理しています。限られたIPv4資源を有効活用しながら、安全で柔軟な通信を実現するための考え方を理解できます。

ルーティングやDNSが「通信をつなぐ技術」だとすれば、NATは「通信をコントロールする技術」です。ネットワーク構築やセキュリティ設計に携わるなら、必ず押さえておきたい要素です。 

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ARPとICMPの基本操作: ネットワーク診断コマンドを使いこなす

pingってよく使うけど、実際どんな通信が行われてるの?

ARPってどう関係してるの?

ネットワーク障害の対応で問われるのは、経験ではなく仕組みの理解です。その根底を支えるのが、ARPとICMPという二つの基本プロトコルです。

ARPはIPアドレスとMACアドレスの対応を管理し、ICMPは通信経路や疎通状況を確認するための重要な役割を担います。

このカテゴリでは、pingやtracerouteなど代表的な診断コマンドを通して、ネットワークの動作を「目に見える形」で把握する力を養います。

仕組みを理解して原因を突き止める、その思考プロセスを身につけることが目的です。

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無線LANと有線LANの違い: 物理層における通信手段の選択

Wi-FiとLANケーブルって何が違うの?

速度や安定性に差が出るのはなぜ?

ネットワークの世界では、論理的な設計図ばかりに目が行きがちですが、通信を支えているのは最下層の「物理層」です。
この層は、データが実際に“どのような形で”伝わるのかを決定する部分であり、理論だけでは解決できない現場的な要素が強く関わります。

無線LANと有線LANの選択は、見た目の違い以上にシステム全体の安定性・速度・セキュリティに直結します。
建物構造、電波環境、端末の可動性など、目に見えない制約の中で最適解を導くことこそが、ネットワーク設計の腕の見せどころです。

ここでは、通信の“入口”を担う物理層を中心に、無線と有線の特徴を比較しながら、安定したネットワーク環境を構築するための実践的な視点を整理しています。 

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帯域とレイテンシの理解: ネットワーク性能を支える基礎用語

「回線が遅い」ってよく言うけど、帯域とかレイテンシって実際どういう意味なの?

ネットワークの性能を評価するうえで、「速い」「遅い」といった感覚的な表現だけでは本質を掴めません。
通信の質を正確に理解するためには、「帯域(Bandwidth)」と「レイテンシ(Latency)」という2つの軸を区別して考える必要があります。

帯域は“どれだけのデータを同時に流せるか”、レイテンシは“どれだけ早く届くか”を示す指標であり、この2つの関係性こそが通信体験の快適さを左右します。
実際の現場では、速度低下や応答遅延の原因を突き止めるために、この2つを数値として捉える視点が欠かせません。

ネットワークを感覚ではなく理屈で理解するために、まずは通信品質を支えるこの2つの基礎指標から整理してみましょう。 

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ネットワーク分離とVLANの概念: セキュリティと構成の最適化

VLANって聞いたことあるけど、ネットワークを分けると何が便利なの?

セキュリティにも関係あるの?

ネットワーク分離とVLANは、現代のシステム構成におけるセキュリティと効率化の要となる技術です。同じネットワーク上にPC、プリンタ、監視カメラ、IoT機器などが混在する環境では、一つの脆弱性が全体に影響を及ぼす危険があります。

VLAN(仮想LAN)は、物理的には一つのネットワークであっても論理的に複数の独立した領域を作り出すことで、このリスクを最小化します。部門ごとの通信を分離しつつ、運用の柔軟性や拡張性を保てるのが特徴です。

ネットワークを安全に保ちつつ構成を最適化するための実践的な考え方を整理し、システム全体の安定性を高めるための基礎を身につけることができます。

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実践環境を整える

ここまで学んだ知識を実際に試すには、Linuxを動かす環境が必要です。手軽に始めるならVPSを利用するのがおすすめです。
VPS徹底比較!ConoHa・さくら・Xserverの選び方



VPSを利用してLinux環境を準備したら、実際の設定は下記の記事が参考になります。
VPSに開発環境を自動構築する方法|Apache+Tomcat+PostgreSQL

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