ネットワーク｜LAN・TCP/IP・IPアドレス・DNSをやさしく

🎯 このレッスンのゴール

LANとWAN、有線と無線のちがいを説明できる
TCP/IPとパケット交換の考え方をイメージできる
IPアドレス（IPv4・IPv6・NAT）、ポート番号、MACアドレスの役割を区別できる
DNSと代表的なプロトコル（HTTP・SMTPなど）の役目を言える
通信速度（bps）から、転送時間をかんたんに計算できる

こんにちは、案内役の「モニタくん」です。ネットワークは用語がたくさんで身がまえちゃうけれど、じつは「手紙のやりとり」にそっくり。住所（IPアドレス）を書いて、郵便局（ルータ）が中継して、宛先に届く――そんなイメージで読み進めれば、ぜんぶつながって見えてきますよ。

1. ネットワークの種類（LANとWAN）

ネットワークとは、複数のコンピュータや機器をつないで、データをやりとりできるようにしたしくみのことです。つなぐ「範囲の広さ」によって、大きく2つに分けられます。

名前	範囲	例
LAN（ラン）	家庭・会社・学校など、せまい範囲のネットワーク	自宅のWi-Fi、オフィスの社内ネット
WAN（ワン）	LAN同士をつなぐ、広い範囲のネットワーク	離れた支社をつなぐ回線、インターネット

LANは Local Area Network、WANは Wide Area Network の略です。家のなかのLANを、通信会社（プロバイダ）の回線を通じて外の世界＝WAN／インターネットにつなぐ、というのが基本の形です。

たとえ話：建物と道路

LANは「家のなかの廊下」、WANは「家と家を結ぶ公道」のイメージです。家のなかは自分のルールで自由に行き来できますが、外に出るときは公道（WAN）を通って、ほかの家（別のネットワーク）へ向かいます。インターネットは、世界じゅうのLANをつないだ「巨大な公道網」だと考えるとわかりやすいですよ。

有線と無線

つなぎ方には、ケーブルを使う有線と、電波を使う無線があります。

有線LAN：LANケーブル（より対線）で機器をつなぐ方式。安定して速い。規格名は イーサネット（Ethernet）。
無線LAN（Wi-Fi）：電波でつなぐ方式。ケーブルがいらず便利だが、電波の届く範囲やセキュリティに注意が必要。SSID（無線LANのネットワーク名）を選んで接続します。

注意：無線LANは「のぞき見」に弱い

電波は空間を飛ぶため、有線よりも盗聴（通信のぬすみ見）のリスクがあります。そこで WPA2／WPA3 という暗号化方式で通信を保護します。暗号化のない公衆Wi-Fiは危険、というのは試験でもよく問われるポイントです。

2. 通信のルール：TCP/IP とパケット交換

ネットワークでは、世界じゅうのちがうメーカーの機器が会話します。そのために「共通の話しかた（ルール）」が必要です。このルールを プロトコル といいます。

インターネットで使われる代表的なプロトコルの集まりが TCP/IP です。役割ごとに階層（レイヤ）に分けて考えるのが特徴で、各階層が自分の仕事だけに集中できるようになっています。

階層	やくわり（ざっくり）	代表例
アプリケーション層	アプリが使うやりとりのルール	HTTP・SMTP・DNS
トランスポート層	データを確実に／速く届ける	TCP・UDP
インターネット層	住所（IP）をたよりに相手まで運ぶ	IP
ネットワークインタフェース層	すぐとなりの機器へ実際に送る	イーサネット・Wi-Fi

ポイント：TCP と UDP のちがい

TCPは「届いたか確認しながら、確実に」送る方式（Webやメール向き）。UDPは「確認は省いて、とにかく速く」送る方式（動画・音声の配信向き）。ていねいなTCP、スピード重視のUDP、と覚えましょう。

パケット交換

大きなデータは、そのまま送るのではなく パケット という小さなかたまりに分けて送ります。各パケットには「宛先」「順番」などの情報がつき、別々の経路を通って相手に届き、最後に元どおり組み立て直されます。このしくみを パケット交換 といいます。

たとえ話：分割して送る引っ越し荷物

大きな荷物を1台のトラックで運ぶと、道がふさがると全部が止まってしまいます。そこで荷物を小箱（パケット）に分け、それぞれ番号をつけて別々の道で送れば、空いている道を使えて効率的。届いたら番号順に並べ直せば元どおり。これがパケット交換の発想です。

3. IPアドレス：ネットワーク上の「住所」

IPアドレスは、ネットワークにつながった機器1台1台につけられる住所です。これがあるからこそ、世界じゅうのどのコンピュータへもデータを届けられます。

IPv4 と IPv6

種類	長さ	表記の例	使える数
IPv4	32ビット	192.168.0.1（0〜255の数を4つ）	約43億個
IPv6	128ビット	2001:db8::1（16進数を「:」で区切る）	ほぼ無限（約340澗個）

具体例：なぜIPv6が生まれた？

スマホ・家電・IoT機器まで何でもネットにつながる時代になり、IPv4の約43億個では住所が足りなくなりました（IPアドレスの枯渇）。そこで、けた違いに多くの住所を用意できるIPv6への移行が進められています。「v4が足りない→v6で増やす」と押さえればOKです。

グローバルとプライベート、そしてNAT

IPアドレスには、使う場所によって2種類あります。

グローバルIPアドレス：インターネット全体で使う、世界に1つだけの住所。重複は許されません。
プライベートIPアドレス：家庭や会社のLANのなかだけで使う住所。別のLANとなら同じ番号でもOK。

LANのなかのプライベートIPのままでは外（インターネット）と通信できません。そこでルータが、プライベートIPとグローバルIPを変換します。この変換を NAT（ナット） といいます。

たとえ話：会社の代表電話と内線

プライベートIPは「内線番号」、グローバルIPは「会社の代表電話番号」のようなもの。社内では内線(プライベートIP)で十分ですが、外と話すときは代表番号(グローバルIP)を通します。この「内線⇔代表番号」の取り次ぎ役がNATです。同じ内線番号がほかの会社にあっても問題ないのと同じで、プライベートIPは別のLANと重なってもかまいません。

ポート番号

IPアドレスが「建物の住所」なら、ポート番号は「部屋番号」です。1台のコンピュータでWeb・メール・ファイル転送などを同時に動かせるのは、サービスごとにポート番号で入口を分けているからです。

サービス	代表的なポート番号
HTTP（Web）	80
HTTPS（暗号化Web）	443
SMTP（メール送信）	25

MACアドレス

MACアドレスは、ネットワーク機器（LANカードなど）に製造時から付けられている、世界で1つの固有の番号です。IPアドレスが「あとから割り当てる住所（変わりうる）」なのに対し、MACアドレスは「機器そのものに刻まれた背番号（基本変わらない）」だと考えるとちがいがはっきりします。

4. DNS と URL：名前を住所に変える

私たちは www.example.co.jp のようなドメイン名でサイトにアクセスしますが、コンピュータどうしはIPアドレスでしか通信できません。そこで、ドメイン名をIPアドレスに変換するしくみが DNS です。

たとえ話：DNSは「電話帳」

友だちの「名前」は覚えていても「電話番号」までは暗記していませんよね。電話帳で名前→番号を調べるように、DNSはドメイン名→IPアドレスを調べてくれます。だからこそ、覚えにくい数字の住所ではなく、わかりやすい名前でアクセスできるのです。

URLのしくみ

ブラウザのアドレス欄に入れる文字列が URL（Web上の住所）です。次のような部品でできています。

部分	例	意味
スキーム（プロトコル）	https://	どのルールで通信するか
ドメイン名（ホスト名）	www.example.co.jp	どのサーバへ行くか
パス	/news/index.html	そのサーバ内のどのファイルか

代表的なプロトコルの役割

アプリケーション層には、目的ごとにたくさんのプロトコルがあります。「何をするためのルールか」をセットで覚えましょう。

プロトコル	やくわり
HTTP	Webページを送受信する
HTTPS	HTTPを暗号化して安全にする（盗聴・改ざん対策）
SMTP	メールを送信する
POP（POP3）	メールを受信する（端末にダウンロードして読む）
IMAP	メールを受信する（サーバに置いたまま読む）
FTP	ファイルを転送する
DHCP	機器にIPアドレスを自動で割り当てる
DNS	ドメイン名をIPアドレスに変換する

ポイント：POP と IMAP のちがい

どちらも「受信」用ですが、POPは端末にダウンロードして保存、IMAPはサーバに置いたまま閲覧します。複数の端末（スマホ・PC）で同じメールを見たいならIMAPが便利。「送信＝SMTP、受信＝POP／IMAP」をまず固めましょう。

5. 通信機器：ルータ・ハブ・スイッチ・AP

ネットワークをつなぐ機器にも、それぞれ役割分担があります。

機器	やくわり
ルータ	ちがうネットワークどうしをつなぐ。IPアドレスを見て最適な経路を選ぶ（NATもここで行う）。LANをインターネットへつなぐ出入口。
ハブ	複数の機器を集めてつなぐ中継器。届いた信号をつながる全員に流す（単純なもの）。
スイッチ（スイッチングハブ）	MACアドレスを見て、宛先の機器だけにデータを送る、かしこいハブ。むだな通信が減る。
アクセスポイント（AP）	無線LANの電波の出入口。Wi-Fi機器を有線ネットワークに橋渡しする。

たとえ話：ルータは「交通整理」

ルータは交差点のおまわりさんのように、「この荷物（パケット）はあちらの道へ」と行き先ごとに振り分けます。ハブは「とりあえず全員に配るチラシ配り」、スイッチは「宛名を見て本人にだけ手渡す配達員」。同じ中継でも、かしこさがちがうわけです。

6. メールのしくみ（To・Cc・Bcc）

メールは、送信のときSMTP、受信のときPOPまたはIMAPを使います。送信サーバから相手の受信サーバまでバケツリレーのように運ばれ、相手が受信操作をして読みます。

宛先の書き方にも3種類あり、ちがいが試験で問われます。

欄	意味	ほかの人から見えるか
To	おもな宛先（その人に出すメール）	見える
Cc	参考に送る同報先（カーボンコピー）	見える
Bcc	こっそり送る同報先（ブラインドCC）	ほかの受信者には見えない

注意：一斉送信は Bcc で

関係のない多人数へ一斉にメールを送るとき、ToやCcに全員のアドレスを入れると、互いのメールアドレスが見えてしまい個人情報の漏えいになります。こうした場合は Bcc を使うのが鉄則です。実務でも頻出のマナーです。

7. 通信速度（bps）と転送時間の計算

通信の速さは bps（ビーピーエス／bits per second）＝「1秒間に運べるビット数」で表します。数字が大きいほど速いネットワークです。1,000bps＝1kbps、1,000kbps＝1Mbps、1,000Mbps＝1Gbps と桁が上がります。

1本の回線でどれだけのデータを同時に運べるか、その太さを帯域（帯域幅）と呼びます。帯域が広いほど、たくさんのデータをまとめて送れます。

計算の基本：転送時間＝データ量 ÷ 通信速度

注意点は単位。データ量はバイト（Byte）、通信速度はビット（bit）で表されることが多く、1バイト＝8ビットで必ずそろえてから割り算します。

具体例：計算してみよう

「10メガバイト（MB）のファイルを、20Mbpsの回線で送ると何秒かかる？」
① 単位をそろえる：データ量 10MB ＝ 10 × 8 ＝ 80メガビット（Mbit）。
② 割り算：80Mbit ÷ 20Mbps ＝ 4秒。
（実際は通信の効率（伝送効率）が100%にならないため、もう少し時間がかかります。試験では「効率○%」と条件が付くこともあります。）

IoT と 5G のさわり

IoT（アイオーティー）：Internet of Things＝モノのインターネット。家電・センサー・自動車など、あらゆる「モノ」をネットにつなげてデータを集め、活用するしくみ。
5G（ファイブジー）：第5世代の移動通信システム。高速・大容量・低遅延・多数同時接続が特徴で、IoTの普及を支える土台になります。

用語が多くても、「住所＝IPアドレス」「電話帳＝DNS」「交通整理＝ルータ」とイメージで結びつければ、もう迷いません。あとは確認テストで定着させましょう！

演習確認テスト（全7問）

〇か×で答えてみましょう。ボタンを押すと答えと解説が出ます。

Q1. 家庭や会社など、せまい範囲のネットワークを「WAN」という。

正解は ×。せまい範囲はLANです。WANはLAN同士をつなぐ広い範囲のネットワーク（インターネットなど）を指します。

Q2. DNSは、ドメイン名をIPアドレスに変換するしくみである。

正解は〇。DNSは「電話帳」のように、わかりやすいドメイン名を、通信に必要なIPアドレスへ変換します。

Q3. IPv4は32ビット、IPv6は128ビットでIPアドレスを表す。

正解は〇。IPv4は32ビット（約43億個）。住所が足りなくなったため、128ビットで桁違いに多くの住所を使えるIPv6が登場しました。

Q4. メールを送信するときに使うプロトコルは「POP」である。

正解は ×。送信はSMTPです。POP（およびIMAP）は受信のときに使います。「送信＝SMTP、受信＝POP／IMAP」で覚えましょう。

Q5. プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換するしくみをNATという。

正解は〇。NATは「内線⇔代表電話」の取り次ぎのように、LAN内のプライベートIPと外向けのグローバルIPを変換します。ふつうルータが行います。

Q6. スイッチ（スイッチングハブ）は、届いた信号をつながる機器全員に同じように流す。

正解は ×。全員に流すのは単純なハブです。スイッチはMACアドレスを見て宛先の機器だけに送る、かしこいハブです。

Q7. 8メガバイトのデータを16Mbpsの回線で送ると、計算上およそ4秒かかる（伝送効率100%とする）。

正解は〇。8MB＝8×8＝64Mbitにそろえ、64 ÷ 16 ＝ 4秒。「バイト→ビットは×8」「時間＝データ量÷速度」がコツです。

暗記一問一答（全8問）

Q1. LANとWANのちがいは？

A. LANは家庭・会社などのせまい範囲、WANはLAN同士をつなぐ広い範囲のネットワーク。インターネットはWANの代表例。

Q2. TCPとUDPのちがいは？

A. TCPは確認しながら確実に送る（Web・メール向き）。UDPは確認を省いて速く送る（動画・音声向き）。

Q3. データを小さく分けて送り、相手で組み立て直すしくみは？

A. パケット交換。分けたかたまりをパケットという。

Q4. 機器に製造時から付いている、世界で1つの固有番号は？

A. MACアドレス。あとから割り当てるIPアドレスとは別物。

Q5. IPアドレスを機器に自動で割り当てるプロトコルは？

A. DHCP。手動設定の手間をなくしてくれる。

Q6. HTTPを暗号化して安全にしたプロトコルは？

A. HTTPS。盗聴や改ざんを防ぎ、ポート番号は443を使う。

Q7. 一斉送信で、ほかの受信者にアドレスを見せたくないときに使う欄は？

A. Bcc。To・Ccはほかの受信者から見えるが、Bccは見えない。

Q8. 通信速度の単位bpsの意味は？

A. 1秒間に送れるビット数（bits per second）。大きいほど速い。

📌 このレッスンのまとめ

ネットワークは範囲で分け、せまい=LAN／広い=WAN。つなぎ方は有線とWi-Fi（無線）。
通信の共通ルールがプロトコル。インターネットの基盤はTCP/IPで、役割ごとに階層化されている。
大きなデータはパケットに分けて送る（パケット交換）。確実なTCP、速いUDP。
IPアドレス＝住所。IPv4（32ビット）／IPv6（128ビット）、グローバルとプライベートをNATで変換。ポート番号は部屋番号、MACアドレスは機器の固有番号。
DNSはドメイン名→IPアドレスの変換（電話帳）。主なプロトコルはHTTP/HTTPS・SMTP・POP/IMAP・FTP・DHCP。
通信機器：ルータ(ネット同士＋NAT)・ハブ(全員へ)・スイッチ(宛先だけ)・AP(無線の入口)。
メールは送信=SMTP・受信=POP/IMAP。一斉送信はBcc。
速度はbps。転送時間＝データ量÷速度（バイトは×8でビットにそろえる）。IoT・5Gも要チェック。