# インフラエンジニアとは？
ITエンジニアと一口に言ってもたくさんの種類があります。

システムエンジニア（SE）、プログラマー、Webエンジニア、AIエンジニアなどエンジニアにも様々な種類がありますがその中でも、本日はインフラエンジニアとは何かについて共有します。

インフラエンジニアについて調べてみると「やめとけ」、「きつい」などのネガティブなワードが出てきますが実際はどうなっているのかを調査しまとめた結果について

インフラエンジニアがどんな職業なのかについて何か学びになればと思います。

### 目次

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1. そもそもインフラエンジニアって？
    1. インフラとは
    2. インフラエンジニアの種類
2. インフラエンジニアの必要知識
3. インフラエンジニアに役立つ資格
4. 未経験からインフラエンジニアになるには？
    1. インフラエンジニアに転職するには？
5. インフラエンジニアに向いている人は？
6. インフラエンジニアの平均年収
7. インフラエンジニアの将来性

### 内容

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## 1. そもそもインフラエンジニアって？

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### インフラって何？

「インフラ」は「**インフラストラクチャー**」の略語で、日本語で言うと「基盤」という意味です。私たちの生活で例えると「電気・ガス・水道」などの生活基盤は生活インフラに該当します。

ITの分野においては、施設、サーバーなどのハードウェア設備、ネットワークを構築するためのインターネットなどが「インフラ」に当たります。

### インフラエンジニアの種類

インフラエンジニアは大きく分けて「ネットワークエンジニア」「サーバーエンジニア」などの種類に分けられます。ネットワークエンジニアとサーバーエンジニアの総称をインフラエンジニアと呼ぶこともあります。

ネットワークエンジニアは、ネットワークの構築・運用・保守が主な仕事で、コンピュータなどの端末同士を接続し、ネットワーク環境の構築などを行います。ルータやスイッチなどの物理的なネットワーク機器に触れる機会が多いといった特徴があげられます。

サーバーエンジニアは、サーバーの構築・運用・保守が主な仕事ですが、ネットワークエンジニアの業務領域の一部に特化した職種であるともいえます。（サーバーとは、インターネット上で他のコンピュータなどの端末に情報やサービスを提供するコンピュータのことです。）

サーバー機器をラックに固定するラッキングや、他の機器と接続するためにケーブルで配線を行ったりと言った物理的な作業も発生します。運用においては、24時間365日サーバーを稼働させなければならないため、何か障害が発生したときは休日や深夜問わず対応しなければならないため比較的きついと言われる分野の職種であるといえます。

## 2. インフラエンジニアの必要知識・スキル

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インフラエンジニアに求められる知識やスキルは多岐に渡ります。

- **インフラ設計スキル**
    
    設計はインフラ構築において最初の段階で行う大事な過程にあたり、開発するシステムに最適なサーバーの選択やネットワーク構成を導き出す必要があるので、インフラに関する幅の広い知識や、以下に列挙する専門分野の詳細な知識が必要となります。
    
- **セキュリティ**
    
    近年はハッカーなどの攻撃者がオンライン上の顧客データなどを盗み悪用するといった事例も多くあります。大切なデータを盗まれ悪用されたとなると顧客との信用を失うという最悪の事態になってしまいます。
    
    そういった観点からも、インフラ設計を行う際はセキュリティリスクへの対策が非常に重要となるため、セキュリティに関する知識を身に着けることは必須といえます。
    
- **サーバー**
    
    サーバーにはサーバーOSが搭載されています。サーバーの運用や保守などの業務を行う必要があるため、扱うサーバーのOSにより違いはありますが、Linux・Unix・Windowsの知識やサーバーへの深い知識が必要となります。
    
- **ネットワーク**
    
    ネットワークの構築などの業務を行ったり、負荷分散（ネットワークの負荷がなるべく均等になるように処理を分散して割り当てること）を考えた設計を行う必要があるので、ネットワークに関する深い知識が必要となります。ネットワークは、専門用語も多いため、まずは基礎的な知識を固めるのが良いでしょう。
    
- **プログラミング**
    
    シェルスクリプトやPowerShellなどのプログラムを使用し、サーバーなどの構築を行うため、Linuxのシェルの知識があると仕事の幅が広がります。
    
- **クラウド**
    
    従来はオンプレミスといわれる自社で物理的にサーバーを運用するスタイルが当たり前でしたが、近年は、クラウド上で論理的にサーバーを構築するといったスタイルが主流となってきており、既存のシステムをオンプレミスからクラウドへの移行する、もしくは、クラウド上で開発する前提でシステムを構築することも多いため、Amazon Web Services(AWS)やMicrosoft Azure, Google Cloud Platformなどの各クラウドの知識を求められる機会は増えていきます。
    

## 3. インフラエンジニアに役立つ資格

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必須というわけではありませんが、インフラ系の資格を通して実務に役立つ基礎知識が習得できます。転職の際やキャリアパスの一環として取得しておくと自身のスキルの証明になります。

- 基本情報技術者試験
    
    基本情報技術者試験は、エンジニアを目指す上での登竜門のような国家資格です。合格率は平均25％となっており、少し難しい試験と言えます。資格取得に向けて学習を進めることで、サーバーやネットワーク、セキュリティにおいての基礎知識を手広く身に着けることができます。
    
- 応用情報技術者
    
    応用技術者試験は、基本情報技術者試験の上位資格となっており、高度IT人材としてのレベルアップを図ることができます。合格率は平均して20%前半で、難しい試験と言えます。
    
- LinuC
    
    LinuCとは、Linuxに関する日本独自の民間資格で、NPO法人LPI-Japanが認定を行っています。Linuxサーバーの構築と運用に関する知識が求められ、学習を進めることでOSの技術者としてのスキルを磨くことができます。インフラエンジニアの中ではサーバー系の資格に当たります。LinuCは三つのレベルに分けられており、未経験の場合はまずはLinuC-1の取得を目指すと良いでしょう。LinuC-3を取得できるとスペシャリストとして認定され今後の活躍が見込まれます。
    
- **LPIC**
    
    LPICとは、LPIというNPO法人が主催する資格試験のことを指します。
    LPICを取得することにより、
    
    **自身のLinuxに関するスキル**を証明することができます。
    この試験はLinuxに関する試験の中でも国際的に標準となる資格です。つまり、LPICという資格は日本国内だけではなく**海外でも自身のスキルを証明**するものとしても通用します。
    
- **ネットワークスペシャリスト**
    
    ネットワークスペシャリストは、ネットワークの技術や構築から運用といった深い知識が得られる資格です。設計やセキュリティなどの網羅的な知識が問われます。位置付けとしては応用情報技術者試験よりも上位の資格となっております。合格率は12%〜15%と非常に難しい試験となっております。
    
- データベーススペシャリスト
    
    データベーススペシャリストは、データベースの企画・要件定義・開発・運用・保守などの総合的な知識が問われる資格です。こちらの試験もネットワークスペシャリストと同様に応用情報技術者試験よりも上位の資格となっており、受験者は実務経験のあるインフラエンジニアが多くを占めているにもかかわらず、合格率は10%と低く、非常に難しい試験であると言えます。
    
- **AWS認定**
    
    AWS認定資格はAmazonが提供しているクラウドの専門知識が問われる資格です。基礎コース、アソシエイト、プロフェッショナルの三段階に分かれています。未経験の場合はまずは基礎コースの、AWSクラウドプラティショナーの取得を目指すと良いでしょう。またAWS認定資格は世界共通の資格で、知名度も高いため転職にも役立ちます。
    
- **CCNA**
    
    シスコ技術者認定（CCNA）は、ネットワーク機器の業界大手であるCisco社によって認定される資格です。試験においてはCisco社の製品やネットワークに関する基礎知識が必要となります。
    

## 4. 未経験からインフラエンジニアになるには？

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インフラエンジニアに限らずIT業界は人手が問題となっているため、未経験歓迎の企業なども多いのが現状です。採用の可能性が上がるので、未経験者は独学やスクールで知識をつける、明確な志望動機を準備した上で求人に応募してみましょう。

業務は保守や運用の業務からスタートするため学ぶ時間も確保できます。WebエンジニアやSEなどのプログラマーはプログラミング言語をある程度扱えないと仕事になりませんが、インフラエンジニアの場合は業務から学ぶことができます。

デメリットとしては、未経験から始めた場合給料が少なく、勉強量が多いなどの点が挙げられますがこれは他のエンジニア業に就いたとしても共通して言えることです。慣れるまではきついですが、資格を取得するなど前向きに頑張れば給料も上がっていきますし、フリーランスになれるほどの実力を付ければ良いだけの話ですので金銭面はさほど問題ではありません。

以上のことから未経験でもインフラエンジニアになるチャンスは十二分にあると言えます。

## 5. インフラエンジニアに向いている人は？

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- 機械が好きな人
インフラエンジニアの業務には機械の操作も含まれるため、機械を触るのが好きな人が向いていると言えます。自分で機器を設置したり、配線作業を行うことも多いです。
- 縁の下の力持ちタイプ
    
    インフラエンジニアの仕事は、縁の下の力持ちのようにサービスの裏側で活躍します。地道なコツコツとした作業に忍耐強く取り組んでいける人が向いています。
    
- 細かい部分に気づける人
    
    インフラ領域は、細かいミスで正常に動作しなくなったり障害が発生したりするので、事前にしっかりとした準備ができたり、些細な点を大事にできる人が向いていると言えるでしょう。
    
- コミュニケーション能力が高い人
    
    インフラエンジニアは、インフラ構築時は顧客の要件を正確に聞き取り、障害が発生した場合は状況を正確に説明できるスキルが求められます。普段の業務もチームで行うため、メンバー間で円滑なコミュニケーションが取れると良いでしょう。
    

逆に向いていないのは、業務において大雑把であったり夜勤や急な障害対応をなるべく避けたいという方は悪いですが、向いてないと言わざるをえないでしょう。

## 6. インフラエンジニアの平均年収

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転職サイトdodaの[平均年収ランキング](https://doda.jp/guide/heikin/syokusyu/)によると、インフラエンジニアの平均年収は435万です。男性で平均455万、女性で361万です。以下は年代別の比較表です。

| 年代別 | 年収 |
| --- | --- |
| 20代 | 370万 |
| 30代 | 506万 |
| 40代 | 614万 |

[年代ごとの平均年収データ](https://doda.jp/guide/heikin/age/)によると、20代の平均年収は341万、30代で437万、40代で502万となり、平均値から見てもインフラエンジニアの平均年収は高くなっています。プログラマの平均年収は400万となっており、そちらと比較した場合でも、インフラエンジニアの年収は55万も高いことがわかります。

上記のデータはあくまで平均的なデータです。インフラエンジニアは実力主義のため、常にスキルアップを意識し勉強を続け、資格取得することで年収を大幅アップさせることも可能です。例えばCiscoのCCIEというネットワーク系の高難易度の資格を保有しているインフラエンジニアの年収は750万だと言われています。

## 7. インフラエンジニアの将来性

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IT化が推進されている現代で、インフラエンジニアの需要は今後も高まっていくでしょう。

クラウドが普及したことで、従来のオンプレミスでの構築からクラウドサービスへの移行が進んでいます。クラウドを扱うためにも基礎となるネットワークやサーバーの知識が不可欠です。

移行していくからといってインフラエンジニアの仕事がなくなるわけではありません。

最近では「ハイブリットクラウド」といってオンプレミスとクラウドを組み合わせて、自社内で抱えたい大事なものはオンプレミスで対応し、クラウドに預けるものはクラウドで構築するといった技術もあります。このの手法はそれぞれのメリットデメリットをうまく補い合うことが可能です。

### まとめ

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以下は、インフラエンジニアについてまとめた結果です。

インフラエンジニアは、ITの基盤を支える縁の下の力持ちの大切な仕事です。未経験からでも基礎を十分に固めれば目指せる職種で、他のエンジニア職と比較した場合でも年収は高めです。人手不足やクラウドの需要が高まっていくことからインフラエンジニアの採用市場は青天井と言えます。将来性も高い仕事です。

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インフラエンジニアについて調べてみるとネガティブなワードが出てきますが実際はどうなっているのか気になりませんか？気になるインフラエンジニアのあれこれを紹介しておりますので、どんな職業なのかぜひ参考にしてみてくださいね

インフラエンジニアとは？

# インフラエンジニアの仕事内容について解説
インフラエンジニアの仕事内容について書いております。

インフラエンジニアがどういった業務に携わっているのかについて何か学びになればと思います。

### 目次

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- インフラエンジニアとは (復習)
- インフラ基盤を構築する必要性
- インフラエンジニアの仕事の流れ
- インフラエンジニアのキャリアパス

### 内容

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### インフラエンジニアとは

**インフラエンジニア**とは、主に**サーバー**というコンピュータや**ネットワーク機器**などを適切に設計・配置して**インフラ基盤**を構築し、それらが正常に動くよう管理していく仕事のことを指します。

例えばTwitterやLINEなど、私たちが普段当たり前のように利用しているアプリケーションも、先に説明したインフラ基盤がインフラエンジニアによって適切に管理されているおかげです。つまり、インフラエンジニアは様々なITに関わるサービスを提供する上で一番の基盤を築き、それを守る縁の下の力持ちのような存在と言えます。

インフラエンジニアに関する詳しい説明は、下記リンクの記事を参考にしてください。

https://www.notion.so/cf21bb6d2f534e14870fd60eaa0a8e1b

### インフラ基盤を構築する必要性

なぜインフラエンジニアはインフラ基盤を作るのでしょうか。そもそもインフラ基盤はどのような用途に使用されているのでしょうか。この問いを理解することで、インフラエンジニアという仕事の意義と大切さについて理解することができます。

まず、インフラ基盤は主に以下の用途で使用されます。

・企業内の情報システム

・アプリケーションやシステムなどのサービス提供

・人工知能や統計分析

また、昨今では**DX化**が進んできており、ますます**デジタルデータ**という存在の大切さが顕著になっています。デジタルデータは主に企業や団体の管理するサーバーに保管されます。デジタルデータやそれを保管するサーバーを適切に管理し、うまく活用するにはきちんとしたインフラ基盤が必要となります。つまり、インフラ基盤を適切に管理するための人材が求められているわけです。以上の理由からインフラエンジニアはインフラ基盤を作り管理することが大切な仕事となっています。

### インフラエンジニアの仕事の流れ

インフラエンジニアがインフラ基盤を頼まれた場合には、以下の手順で仕事を進めていきます。

1. **設計**
2. **構築**
3. **運用・保守**

まず、**設計**工程ではインフラ基盤をどのように使うのかを定義します。この作業を**要件定義**と言います。要件定義はインフラ基盤が欲しいクライアント側(顧客)と何度も打ち合わせを重ねることで、クライアント側の望みを正確に言語化します。この作業には技術的な作業はあまり関係しませんが、先に説明した全工程の中で一番大事なものとなります。というのも、要件定義の段階でクライアント側の要望を間違って解釈してしまった場合、そのまま構築を始めてしまうと進捗が進めば進むほど、人件費などの関係上後戻りが難しくなります。

要件定義が終わったあとは、実際に**設計書**を作成します。具体的には、どのようなネットワーク機器や技術が必要なのかといった技術的な話も含まれます。設計書は要件定義で決めた内容を参考にして行います。

次に、**構築**工程ではインフラ基盤を実際に組み立てます。この作業を**環境構築**と言います。環境構築は設計書をもとに、実際にネットワーク機器の設置からサーバーの設定、ソフトウェアの導入などを行います。インフラ基盤の構築自体はこの作業で終わりで、あとは正常にインフラ基盤が動くかどうか**テスト**作業に入り、成功したら無事クライアント側に引き渡されます。

最後に、**運用・保守**工程では構築したインフラ基盤が維持できるよう管理します。インフラエンジニアの仕事は、インフラ基盤を構築して終わりではありません。構築したインフラ基盤は必ずしも永久にきちんと動くとは限りません。必ず不具合や障害などのトラブルが発生します。ですが、インフラ基盤が止まってしまったら、クライアント側が行いたい作業や提供したいサービスが正常に機能しなくなってしまいます。そこから出てしまう損失は、場合によっては非常に大きなものとなってしまう可能性もあります。したがって、インフラエンジニアがインフラ基盤を定期的に管理し、インフラ基盤の状態を監視する必要があります。それが運用・保守工程で行う作業です。

### インフラエンジニアのキャリアパス

現在、日本国内でIT人材は不足していると言われています。そのため、インフラエンジニアは仕事の経験がない業界未経験の人でも積極的に採用している企業が多いです。また、業界未経験の場合は研修期間を設けられ、平均で約2~3ヶ月企業の研修を受けてから実際に働くケースがほとんどです。

しかし、**未経験から良いキャリアを積むにはそれなりの期間と能力**を要します。したがって、きつい仕事をこなしつつ、**自分でも学習を重ねる**ほどのマインドを持った人がインフラエンジニアに向いていると言えます。逆に、与えられた仕事だけをこなすのに精一杯で自分で学習を積み重ねることのできない人は「やめとけ」と言われてしまうほどこの業界には適していないことになります。インフラエンジニアになるならば、それなりの覚悟を持つことをお勧めします。

インフラエンジニアには**上流工程**と**下流工程**というものが存在します。上流工程と下流工程は、先ほど説明したインフラエンジニアが働く工程を大まかに2つに区切ったものです。インフラエンジニアの仕事は設計から始まり、構築、運用・保守と決まった流れで進んでいきます。それを**川の流れ**のイメージで表し、言語化したものが上流(工程)と下流(工程)です。

まず、**下流工程**は主に**構築**や**運用・保守**を担当するエンジニアのことを指します。業界未経験の場合は下流工程の中でも最も下に位置する運用・保守を担当することになります。運用・保守で実務経験をして実績を積みつつ、自分でも学習を進めることで構築工程を任されるようになります。

次に、**上流工程**は主に設計の担当するエンジニアのことを指します。インフラエンジニアとしての経験量が多いと任されることが多くなる工程です。上流工程は直接クライアント側(顧客)とコミュニケーションを取る機会が増えるため、技術的な能力だけではなくヒアリング能力やコミュニケーション能力も必要とされます。そのため、上流工程に属するエンジニアは下流工程よりも単価がかなり高くなります。

インフラエンジニアとしての経験を積んだら、上流工程の他にも**プロジェクトマネージャー**という役職を目指すこともできます。プロジェクトマネージャーはインフラ基盤を作るといったひとつのプロジェクト全体を統括し、全体を上手く進めていくようサポートします。上流工程はあくまで設計工程などを担当するのに対し、プロジェクトマネージャーは上流工程だけではなく、下流工程も視野に入れて行動する必要があります。

### まとめ

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以下は、インフラエンジニアの仕事についてまとめた結果です。

- DX化が進む今、それを支えるインフラ基盤を作ることのできる人材が必要とされている。
- インフラエンジニアの仕事の流れは**設計**、**構築**、**運用**・**保守**であり、それらは**上流工程**と**下流工程**という言葉で分けられている。
- 業界未経験の人は運用・保守から携わることになり、**仕事をこなしつつ自分でも学習**を進めて実績を積むことで、より上の構築や設計などのキャリアが目指せる。

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こちらはEnvaderの記事になります。

インフラエンジニアの仕事内容について解説

# インフラエンジニアに必要な資格（CCNA）
本日は、**CCNA**と言う**自身のネットワークスキルを証明**できる資格試験について共有します。

CCNAについて何か学びになればと思います。

### 目次

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- CCNAとは
- CCNAの難易度と出題範囲

### 内容

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### CCNAとは

CCNAとは、**シスコ**という企業が主催する資格試験のことを指します。

CCNAを取得することにより、自身の**ネットワークに関するスキル**を証明することができます。

この資格試験はネットワークやセキュリティに関する知識だけではなく、シスコが開発したルーターなどのネットワーク機器の使い方に関する問題も出題されます。CCNAは**ネットワークエンジニア**や**インフラエンジニア**を目指す方にとっては登竜門と言われる資格ですが、難易度は決して簡単ではなく出題範囲も広いので、取得するには多くの学習時間を要します。

### CCNAの難易度と出題範囲

CCNAの試験で出題される範囲は他の試験よりも広く、試験時間も120分と長く設定されています。そのためCCNAはネットワークエンジニア・インフラエンジニアの登竜門と呼ばれるのにも関わらず難易度は高いです。CCNAが出しているCCNA試験v1.0(200-301)という資料によると、CCNAの大まかな範囲と全体におけるそれぞれの出題割合は以下の通りとなっています。

| 出題範囲 | 割合 | 大まかな内容 |
| --- | --- | --- |
| ネットワークの基礎 | 20% | ネットワーク機器の種類と特徴, ネットワーク設計, TCPとUDPなど |
| ネットワークアクセス | 20% | シスコのネットワーク機器の設定方法など |
| IPコネクティビティ | 25% | ルーティングテーブルの特徴, 設定方法など |
| IPサービス | 10% | NAT, DNS, DHCPなどのプロトコル |
| セキュリティの基礎 | 15% | 脅威, 脆弱性などの定義, 対策方法, セキュリティに関する設定など |
| 自動化とプログラマビリティ | 10% | ネットワーク管理の自動化, REST API, JSONなど |

参考: [CCNA 試験 v1.0（200-301）](https://www.cisco.com/c/dam/global/ja_jp/training-events/training-certifications/exam-topics/200-301-CCNA.pdf)

CCNAの出題範囲はネットワークの分野に限らず、セキュリティ分野や、JSON, REST APIなどのシステム開発に関わるプロトコルなどかなり広い範囲となっていることがわかります。

また、問題の出題形式は以下の通りとなっています。

| 出題形式 | 内容 |
| --- | --- |
| 1つ選択 | 複数選択肢の中から1つを選択する。 |
| 複数選択 | 複数選択肢の中から複数を選択する。 |
| ドラッグ&ドロップで分類分け | ドラッグ&ドロップで項目を動かし、それぞれを適切な場所に置いて分ける。 |
| 穴埋め | 空白箇所を記述して穴埋めする。 |
| 長文読解 | 長文から内容を理解し、設問に答える。 |
| ルータなどのシュミレーション問題 | まるで実機のような仮想の環境で、実際にルータの設定などを行う。 |

このように、問題の出題形式にも様々な種類が存在します。中には長文読解やルータなどのシュミレーション問題など、ただ知識を答えるのではなく実際の環境や文脈を通して状況を理解し、回答する問題が存在します。つまり、単純に答えを丸暗記するような付け焼き刃では合格するのは難しいと言えます。

### 対策

CCNAは出題範囲が広く、かつ出題形式も様々な種類があることから難易度が高い試験です。しかし、CCNAはあくまでネットワークに関する基礎能力を求める試験ですので、専門的な知識まではまでは求められません。つまり、CCNAに合格するには基礎を徹底的に叩き込むことが大事になります。

特に最初はネットワーク自体の基礎を理解することから始めることをお勧めします。
現在では、ネットワークの基礎を学ぶには以下のように様々な方法があります。

- 書籍を読む。
- CCNA対策のオンライン教材を使う。
- RareTECHなどのITスクールで講義を受ける。

このように様々な方法がありますが、まずは書籍から読むことでネットワーク全体の基礎を把握することが大切です。書籍は3000円以内で購入することができるので、金銭面で躊躇している人にとっても取り組みやすいものと言えます。以下にお勧めの書籍をリスト形式で挙げるので、興味のある方は是非調べてみてください。

- [ネットワークがよくわかる教科書](https://www.amazon.co.jp/%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%81%8C%E3%82%88%E3%81%8F%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%E6%95%99%E7%A7%91%E6%9B%B8-%E7%A6%8F%E6%B0%B8-%E5%8B%87%E4%BA%8C-ebook/dp/B07HHR6FPV/ref=sr_1_1?__mk_ja_JP=%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%82%AB%E3%83%8A&crid=2FHUW9ZR0Z2Y&keywords=%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%81%8C%E3%82%88%E3%81%8F%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B&qid=1643614510&sprefix=%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%81%8C%E3%82%88%E3%81%8F%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B%2Caps%2C180&sr=8-1)
- [マスタリングTCP/IP 入門編](https://www.amazon.co.jp/%E3%83%9E%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0TCP-IP-%E5%85%A5%E9%96%80%E7%B7%A8%EF%BC%88%E7%AC%AC6%E7%89%88%EF%BC%89-%E4%BA%95%E4%B8%8A%E7%9B%B4%E4%B9%9F-ebook/dp/B0827QNDNT/ref=sr_1_1?crid=C59ONAWKVBU3&keywords=%E3%83%9E%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0tcp%2Fip+%E5%85%A5%E9%96%80%E7%B7%A8&qid=1643614524&sprefix=%E3%83%9E%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%2Caps%2C190&sr=8-1)
- [図解入門TCP/IP 仕組み・動作が見てわかる](https://www.amazon.co.jp/%E5%9B%B3%E8%A7%A3%E5%85%A5%E9%96%80TCP-IP-%E4%BB%95%E7%B5%84%E3%81%BF%E3%83%BB%E5%8B%95%E4%BD%9C%E3%81%8C%E8%A6%8B%E3%81%A6%E3%82%8F%E3%81%8B%E3%82%8B-%E3%81%BF%E3%82%84%E3%81%9F-%E3%81%B2%E3%82%8D%E3%81%97/dp/4815604975/ref=sr_1_1?crid=3BSB3U0HLDKY9&keywords=%E5%9B%B3%E8%A7%A3%E5%85%A5%E9%96%80+tcp%2Fip&qid=1643614545&sprefix=%E5%9B%B3%E8%A7%A3%E5%85%A5%E9%96%80%2Caps%2C203&sr=8-1)

また、CCNAに限らず言えることではありますが、試験対策はインプットだけに集中するのはあまり良いことではありません。定期的に問題集などを解くことによって、アウトプットも行うようにするとより良い効率で学習を進めることができます。

### まとめ

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以下は、CCNAについてまとめた結果です。

- CCNAを取得することにより、自身の**ネットワークに関するスキル**を証明することができる。
- 出題範囲はかなり広く、問題形式も様々なことから難易度は難しいと言える。
- 範囲の広さに屈せず、ネットワークの基礎から勉強を始めることが大事である。
- インプットだけではなく、アウトプットも定期的に行うことが合格への鍵である。

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インフラエンジニアに必要な資格（CCNAについて）

# 【基本から解説】NATの仕組みとは？

よくネットワークの説明の際に利用される言葉で「NAT」という言葉があります。

NATとはどういうものなのか、ここではその特徴や種類について詳しく説明していきます。

## NATとは？

NATとは、「**N**etwork **A**ddress **T**ranslation（ネットワーク アドレス トランスレーション）」の略で、一般的にはグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを変換する技術を指します。

NATの背景の1つとして、「IP枯渇」があります。「IP枯渇」という言葉を聞いたことがある方も多いかと思いますが、実はIPアドレスというものは作られた当初から少なくなるとの懸念がありました。

IPアドレスの詳しい説明はここでは割愛しますが、IPアドレスは最大で約43億個しかなく、世界中のネットワークを考えると多くはない数字です。

それを解消するために、インターネット（外部）と通信ができる「グローバルIPアドレス」と、あるネットワーク内（例えば社内など）でのみ通信ができる「プライベートIPアドレス」が作られました。

しかし、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスは、そのまま通信することが出来ません。そこでグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを相互に変換する技術である、**NAT**が誕生しました。

NATはNATテーブルと呼ばれるものを持っていて、一度変換したIPアドレスの変換前と変換後を自身のテーブルに記録します。これにより、戻ってきたパケットを記録したIPアドレスに返却することが出来るのです。

NATは２種類に分けることが出来ます。Source NATとDestination NATの２種類です。

## Source NATとは？

![Envader記事用　素材集 (1).png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/nat-destination.png)

別名「SNAT」（送信NAT）と呼ばれるものであり、プライベートネットワークから外部へ通信を行うためのIPアドレス変換の技術のことを指します。静的NATと呼ばれることもあります。

## Destination NATとは？

![Envader記事用　素材集 (3).png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/nat-source.png)

別名「DNAT」（宛先NAT）と呼ばれるものであり、SNATとは逆に外部からプライベートネットワークへ通信を行うためのIPアドレス変換の技術のことを指します。動的NATと呼ばれることもあります。

## IPv6ではNATがない？

IPアドレスはIPv4とIPv6に分けられます。

IPv6はIPv4の枯渇が懸念されていた当初から構想されていましたが、開発や普及に時間がかかるため短期的な対策としてIPv4をそのまま使える技術であるNATが利用されました。

IPv4が最大約43億個だったのに対し、IPv6は2の128乗個で約340澗（かん）個という想像もつかないような数字です。（ちなみに約340澗は340兆の1兆倍の1兆倍です）

IPv6ではインターネットへの通信にもLAN内の通信にも、共通の「グローバルユニキャストアドレス」と呼ばれるものを使います。ですので、基本的にはIPv6ではNATの技術を使用しないのです。

## SIPとNATの関係性

SIPは「Session Initiation Protocol（セッション イニシエーション プロトコル）」の略で、音声や映像などをネットワーク上でリアルタイムに通信させるプロトコルです。よくVoIPなどに使われている技術なのですが、実はSIPとNATは相性が悪いことで有名です。

SIPはデータのやり取りにSDP「Session Description Protocol（セッション ディスクリプション プロトコル）」を使っています。SDPはIPアドレス情報などをメッセージ・ボディに含めて送信していますが、対してNATはパケットのIPヘッダのみを変換するのでSDP情報の中身までは変換されないのです。そのためNAT環境下でSIPを利用すると、「着信が出来ない」「自分の声は相手に届いているが、相手の声が聞こえない」などの問題が発生します。

現状では、「NAT越え」と呼ばれる技術や「RTP」と呼ばれる技術を使用した中継装置をインターネット上に設置するなどの対応を組み合わせ、SIPとNATの問題を回避しています。

## NAPT（PAT）とは？

NATとよく似た言葉で、NAPT「Network Address Port Translation（ネットワーク アドレス ポート トランスレーション）」と呼ばれる技術があります。

別名、PATやIPマスカレードなどとも呼ばれます。PATはシスコ用語（CISCO製品で利用している用語）で、一般的にはNAPTと呼ばれています。

NATと同じくグローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを変換する技術ですが、NATは1対1で変換するので、もし100台のパソコンがあった場合は100個のグローバルIPアドレスが必要になります。この問題を解決するための技術がNAPTです。

NAPTではIPアドレスの他にポート番号も動的変換します。IPアドレスが同じでもそれぞれ送信元ポート番号が異なるので、100台のパソコンの通信をそれぞれ識別することが出来るのです。

## まとめ

今回はNATについて紹介しました。

私達が普段何も考えずにインターネットに接続したりWebページを閲覧出来ているのは、こうした様々な技術の恩恵を受けているからであるということがご理解いただけたのではないかと思います。

ネットワークは奥が深いものですが、エンジニアにはなくてはならない知識です。この記事で少しでもネットワークに興味を持っていただけたなら、是非もっと深い知見を持ったエンジニアを目指してほしいと思います。

NATについて初心者でもわかりやすいように解説しました。

【基本から解説】NATの仕組みとは？

こちらの記事では、ソケット通信について解説します。

【図解あり】ソケット通信の仕組みについてわかりやすく解説！

# 【疑問解消】ただのサーバー置き場じゃない データセンターって何？クラウドとどう違うの？

この記事では、データセンターについての詳細や似た概念であるクラウドと比較した内容を解説します。

## データセンターとは

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引用元：[データセンターとは？クラウドとの違いを利用用途やメリットを基に解説](https://www.itmanage.co.jp/column/about-datacenter/)　アイティーエム

インターネット用のサーバやデータ通信、固定・携帯・IP電話などのIT機器を安全に保管するためのスペース、遠隔でシステムを利用するための回線、稼働させるための電力を提供することに特化した施設のことです。単に建物だけを意味するわけではなく、サーバーを安定的に稼働させるための電力やネットワークをはじめとして、さまざまな機能を総称してデータセンター（DC）という呼称が使われています。特にインターネット接続に特化したものをiDC （**I**nternet **d**ata **c**enter)と言う場合があります。

データセンターにも種類があり、以下の４つに分けられます。

- エンタープライズデータセンター
    
    建物とそこに収容されている設備や機器は全て1社で管理されます。自社システムのための自社設備です。
    
- コロケーションデータセンター
    
    建物と設備はデータセンター事業者が管理し、ラックやエリアを利用顧客にリース（長期間賃貸）します。
    
- ホールセール・データセンター
    
    一般に建物全体を1企業顧客に丸々リースする形態です。建物の維持以外は全てリース先企業に委ねます。
    
- マネージド・サービス・プロバイダー
    
    MSP（**M**anaged **S**ervice **P**rovider）は、一般的にデータセンター設備のスペースを借り、そこで自社のサーバーなどのIT機器を稼働させ、サービスを提供します。クラウドやホスティングサービスはこれの一形態です。
    

### データセンターの役割

データセンターは、企業がIT機器を運用するために必要な物理的スペースや電源、空調設備等を提供し、運用にかかる負担を軽減する役割を担っています。また、データセンターはセキュリティ対策のため詳細な場所は非公開となっており、物理的な攻撃を受けるリスクを軽減する役割もあります。セキュリティ対策以外でも、災害時、万が一自社が被災した場合、遠隔地のデータセンターを利用することで、システムが同時被災を受けず事業継続ができるというBCP（**B**usiness **C**ontinuity **P**lan）対策やDR（**D**isaster **R**ecovery）対策としての側面の役割もあります。

- BCP対策とは
    
    企業が自然災害やサイバー攻撃などで影響を受けた際に、どのように行動し、事業を継続したり復旧したりするかを考えておく計画のことです。 「**事業継続計画**」 とも呼ばれています。BCP対策で想定する緊急事態には、以下のものが挙げられます。
    
    - 地震や台風、水害などの自然災害
    - 火災
    - 戦争やテロ
    - 感染症の流行による被害
    - サイバー攻撃
    - 設備事故
- DR対策とは
    
    BCPが総合的な事業継続計画であるに対し、DRは主にシステムに特化した復旧・修復計画です。DRはBCPの一部ととらえる考え方もあります。予期していないトラブルがあった際にシステムを素早く復旧できると、事業の利益損失につながるリスクを回避できるため、事業の立て直しまでの費用や時間を削減できる効果などが期待でき、あらゆる業種において情報関連のインフラやシステムが重要な役割を果たすようになった現代で、DRの需要は急速に増えてきています。
    

## データセンターで提供される設備

### 場所の提供

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引用元：[データセンターとは？クラウドとの違いを利用用途やメリットを基に解説](https://www.itmanage.co.jp/column/about-datacenter/)　アイティーエム

データセンターにはサーバーを設置するため、それなりに大きな物理スペースが必要になります。もちろん設置場所だけではなく、サーバーの組立・分解ができる作業スペースや関係者が休むための休憩スペースも備えられています。

### 電力の提供

サーバーを動かすための電力もデータセンターの設備に含まれる大切な要素のひとつです。データセンターでは電源容量や電源系統の管理が充実しており24時間365日停電の心配がなくサーバの管理が可能です。また、災害時にも電力の供給が止まることなく、停電などの不測の事態に対応するため、UPS（**U**ninterruptible **P**ower **S**ystem）や自家発電設備とその為の燃料が常備されています。

- UPS（無停電電源）とは、電力会社からの電力供給がストップしたことをデータセンターの受電装置が検知し、UPSが電力供給を開始する設備です。電力供給時間は製品により異なりますが、通常は数分から数十分かかります。この間に自家発電設備が稼働し、電力供給の準備を行うという仕組みです。
- ネットワークの冗長性
    
    サーバーをインターネット環境に接続するためには、インターネット回線が必要になります。データセンターでは、アクセスが集中した場合でもスイッチやルーターを複数設置し、災害時に備えて少しでも多くの回線ルートを準備しており、一つのルートが遮断されてしまっても、他のルートで回線を通してネットワークに接続できます。
    

### インターネット接続

インターネットへ接続するための通信回線を提供します。データセンターでは、アクセスが集中した場合でもスイッチやルーターを複数設置し、災害時に備えて少しでも多くの回線ルートを準備しており、一つのルートが遮断されてしまっても、他のルートで回線を通してネットワークに接続できます。

### 空調管理

複数のサーバーを同時に稼働させた場合、データセンター内には大量の熱が発生するため、空調が重要な役割を果たします。サーバーを安定的に稼働させるためには、温度を「18℃～27℃」、湿度を「35％～60％」に保つ必要があり、災害時に備えて無停止空調システムやPUE（**P**ower **U**sage **E**ffectiveness）と呼ばれる電気効率を示す指標を用いて、水冷式空調や空冷式空調等のさまざまな空調方式を導入しています。

- PUEとは、「電力使用効率」を意味する指標。データセンター施設全体の消費電力を、サーバーや通信機器などIT機器で利用する消費電力を割ることで算出されます。理論上の最良値は「1.0」ですが、これは施設の全電力をIT機器だけで利用するという意味です。現実的には施設で照明や空調などの付帯設備を利用しているため、「1.0」に近似すればするほど、当該データセンターの電力使用効率が高いと評価されます。
- 水冷式空調とは、水を利用して熱交換をすることによって、循環水を冷却します。水を利用するため、冷却効率は空冷式に比べ良好ですが配管工事が必要になります。
- 空冷式空調とは、熱を空気中に放出する冷却方式。基本的に冷却のための特別な装置は何もついておらず、走行風を利用するだけというシンプルな構造で、水冷式に比べて冷却効果は低いです。

### 災害対策

サーバは精密機器のため強い衝撃に弱く、大規模な地震により転倒してしまった場合は、コンピュータが物理的に破損してしまい故障によるシステム障害を引き起こしてしまいます。データセンターは耐震構造、免震構造で設計された設備で大規模な地震でも十分に耐えれる堅牢な建物です。また、サーバが保管されているサーバルームにはラックがあり、それぞれが固定されているため地震によるサーバ転倒を防止することが可能です。また、火災検知・消化システムもサーバーが壊れないようにする対策もとられています。

### セキュリティ

有人受付、セキュリティゲート、監視カメラ、24時間有人の警備体制に加え、生体認証（静脈認証）装置が導入されています。

指静脈認証は、もっとも導入されている生体認証装置です。指の内部にある静脈パターンを読み込んで、個人を特定します。静脈パターンはたとえ双子であっても違うため、高いセキュリティ効果が見込まれます。

さらに入口からサーバ室までには何重ものセキュリティチェックが行われ、入館者それぞれにセキュリティレベルの設定がされています。サーバ室の入口は、入室記録がないと退室できないアンチパスログ方式や、一つ目の扉を閉めないと次の部屋に進めないインターロック方式なども組み込まれ、さまざまな設備や方法でサーバの安全を守ります。

## データセンターの利用方法

データセンターは自社で所有していない場合、データセンター事業者と契約し利用します。データセンターの管理も含め依頼する場合や場所だけ借りる場合など借り方はいくつか存在し、代表的なものとしては以下の2つが挙げられます。

### ハウジング方式

データセンター内の物理スペースやラックを借りて運用する方式です。自社の状況に合わせて、物理スペースやラックのサイズ・契約数を選びます。

ハウジング方式のメリットとして、ユーザー自身が要件に合わせたサーバーやインターネット回線を選択できる点が挙げられます。言い換えると、最低限の設備を自社で揃える必要があるため、初期投資が発生したり、導入までのリードタイムが長くなるというデメリットがあります。サーバーの運用管理についても自社で実施する必要があります。

### ホスティング方式

利用するサーバーやインターネット回線も含めて、事業者から借用し運用する方式です。ハウジング方式とは異なり、各種機器はデータセンター提供者が所有しているため、ハードウェアの管理・保守は提供側が対応します。

ホスティング方式のメリットとして、自社で設備を購入する必要がないため、初期費用の投資が不要、かつ、導入までのリードタイムが早いという点が挙げられます。ただし、機器にトラブルが発生した場合に自社で修復作業を行うことはできません。提供側の作業を待つしかないため、復旧予測を立てにくいといったデメリットがあります。

## データセンターとクラウドサービスの違い

データセンターとクラウドは似た意味で使われることが多いですが、それぞれ明確に異なるものです。クラウドの正式名称は「クラウド・コンピューティング」といい、ユーザーがインターネットなどのネットワーク越しに、サーバー・ストレージなどのITリソースや、アプリケーションソフトウェアなどを利用できる仕組みのことです。この仕組みを用いて仮想的に提供されるサービスを「クラウドサービス」と称します。

データセンターとクラウドサービスの違いは、ハードウェア・ソフトウェアを誰が準備・管理するかにあります。データセンターはIT機器の設置場所を提供する施設のため、基本的にハードウェア・ソフトウェアは利用者自身が準備・管理する必要があります。

一方クラウドサービスは、インターネット等のネットワークを経由してハードウェア・ソフトウェアの機能を利用することができるサービスです。サーバー等のハードウェア・ソフトウェアはクラウドサービス事業者が準備するため、システムを一から購入・構築する手間や作業時間を削減できます。

システム環境を柔軟に構築できるのはデータセンター、機器の購入・構築の負担を軽減できるのはクラウドサービスです。

|  | データセンター | クラウドサービス |
| --- | --- | --- |
| サービス内容 | サーバー・ネットワーク機器を設置する場所を提供 | サーバーの利用環境を、ネットワークを通じて提供 |
| 機器の購入 | 基本的にユーザー側で実施 | サービス提供側が実施 |
| 機器の運用・管理 | 基本的にユーザー側で実施 | サービス提供側が実施 |
| カスタマイズ性 | 自社に合わせて設計できる | 仕様が決まっている場合が多い |

また、クラウドのサーバーはほとんどの場合データセンターに保管されているため、クラウドサービス利用者は間接的にデータセンターを利用していると言えます。

### クラウドサービスと比較したデータセンターのメリット

- IT機器やネットワークなどを自社で選定できる
    
    クラウドサービスは、基本的にサービス提供者側が用意した環境を利用するものですので、自社にとって最適な性能を備えているとは限りません。それに対し、データセンターは自社に最適なIT機器やネットワークを選定することができます。
    
- 専用回線で大容量・高速通信の維持が可能
    
    一般回線を使用するクラウドサービスでは、周囲の利用状況により通信速度が低下する可能性があります。一方、データセンターでは拠点間を専用回線で結び大容量・高速通信を維持することが可能です。
    
- 障害などが発生した際に、比較的早期の復旧が可能
    
    クラウドサービスが停止した場合、多くの場合は復旧するまでただ待つしかありません。データセンターでは、ハウジングなら自社スタッフがすぐに復旧作業へ駆けつけることができ、ホスティングなら直接復旧作業を依頼することができます。
    

### データセンターと比較したクラウドサービスのメリット

- 柔軟な利用が可能
    
    すべてオンライン上でシステム構成することができ、利用したい分だけ購入するといったことが可能です。サービスを契約をすれば誰でも利用でき、AWS（**A**mazon **W**eb **S**ervices）、Mcrosoft Azure、GCP（**G**oogle **C**loud **P**latform）、さくらのクラウドなどが存在します。
    
- リージョンが選択できる
    
    リージョンとはサーバー機の置いてある物理的な地域の事です。
    
    リージョンは利用者が選択することができ、例えば東京と大阪の2つの地域にサーバー機が配置されている場合2つのリージョンからどちらのサーバー機を使用するかを選択できます。リージョンを選択する基準はユーザーとの物理的な距離と可用性にあります。ユーザーとの距離が近ければ、それだけ通信の遅延が少なくなりパフォーマンスが向上します。また、離れたリージョンで2つのサーバーを稼働させれば、片方の地域が災害に見舞われた際もう片方のサーバーを稼働させることで可用性を向上することができます。
    
- サーバー機器の管理が不要
    
    リージョンとはサーバー機の置いてある物理的な地域の事です。リージョンは利用者が選択することができ、例えば東京と大阪の2つの地域にサーバー機が配置されている場合2つのリージョンからどちらのサーバー機を使用するかを選択できます。
    
    リージョンを選択する基準はユーザーとの物理的な距離と可用性にあります。
    
    ユーザーとの距離が近ければ、それだけ通信の遅延が少なくなりパフォーマンスが向上します。
    
    また、離れたリージョンで2つのサーバーを稼働させれば、片方の地域が災害に見舞われた際もう片方のサーバーを稼働させることで可用性を向上することができます。
    
    ハードウェアやネットワークの管理はサービス提供企業が行うため利用者が管理をする必要がありません。
    

## まとめ

データセンターの施設内容や利用方法についてや似た概念のクラウドと比較した内容も一緒に解説しました。データセンターはクラウドサービスのサーバー設置も担っているため、私たちが普段利用しているWebサービスの要であるといえますので、この機会にデータセンターについて理解を深めていただきたいと思います。

この記事では、データセンターについての詳細や似た概念であるクラウドと比較した内容を解説します。

【疑問解消】ただのサーバー置き場じゃない データセンターって何？クラウドとどう違うの？

# 【徹底解説】サーバーレスのメリットデメリット

## サーバーレスってつまりサーバーがない？

当然ですが、プログラムを動かすためには、サーバー（コンピュータ）の存在が必要不可欠です。

小さなプログラムを動かすためにも、サーバーの構築や運用、保守といったアプリケーションを開発する以外の知識や労力、費用が必要です。そこで、サーバーレスが誕生しました。

サーバーレス（ServerLess）とは、”サーバー無し”という意味合いの名前ですが実際に**サーバの存在自体**が”無し”というわけではないです。

今回は、そのあたりについて詳しく説明していきます。

## サーバーとは

サーバーレスの解説前に、まずはサーバーとは何かについて解説します。

多くの場合、開発したプログラムを実行・運用するにはサーバーが必要です。通常、開発したプログラムをインターネット環境で実行するにはサーバー、OS、ミドルウェアを用意し、プログラムを実行できる状態にしておく必要があります。これをサーバー構築といい、サーバー構築ができて初めてプログラムをインターネット上で動かすことができます。

ですが、サーバーを構築してからもシステムを安定稼働させるなど、継続的にサービス提供を行うのがサーバー運用です。

サーバー運用ができていても永久に使えるわけではありません。様々な要因で故障や不具合を起こす可能性があります。そのために、日頃から定期的に点検などを行うのがサーバー保守です。

## サーバーレスとは

サーバーレスとは冒頭で説明したサーバー自体が無いという意味ではなくサーバーを管理する必要がなくなるという意味合いです。サーバーの構築や運用、保守を行うのはサーバーレスを提供しているクラウドベンダー会社です。

サーバーレスとはクラウドサービスの一種なので利用時にはクラウドサービスを提供しているクラウドベンダー会社のサーバーレスサービスにお金を支払うことでサーバーの構築や運用、保守などサーバーにおいて様々な作業を全て任せることができ、開発者はサーバーを気にすることなく開発だけに専念できるようになります。

![サーバーレス.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/serverless_01_2.png)

## サーバーレスのメリット

従来のサーバーではサーバー設備の購入やサーバー構築のためのソフトウェアパッケージ品の購入、サーバー運用、保守費など小さい規模でもサーバー費用だけで30万円~と開発をしたいのにサーバーだけでもかなりの費用が掛かってきました。なのでサーバーレスサービスも高いのでは？という疑問があると思いますがサーバーレスサービスは使用分だけの従量課金制です。サーバーの稼働時間やプログラムが実行されるたびに使用したCPUやメモリの量、実行時間に応じて課金が発生します。なので使用しない時は絶対に課金されません。またずっと稼働をしなければいけない場合でもオートスケールなのでサーバーの負荷の増減に合わせて自動調整してくれます。なので従来のサーバーにかかっていた「固定費」が「変動費」に変わるということです。大幅なコスト削減が見込めます。

またセキュリティ面でもクラウドサービスを利用する利点があります。なぜなら自社で購入したサーバーが乗っ取られてしまった場合、サーバーを管理しているので責任は完全にこちらにありますが、クラウドサービスを利用する場合、クラウドベンダー会社がサーバー自体のセキュリティを請け負ってくれます。クラウドベンダー会社は「不正アクセスの防止」や「アクセスログの管理」など安全性の高いセキュリティを整えているため、自社で管理をするリスクを削減できます。

また災害時にはクラウドサービスは、インターネット上でサービスが展開されているのでストレージやサーバー・ハードウェアが必要ないので、データの消失リスクを減らせます。

サーバーレスはコストパフォーマンスが良いということだけではなく、サーバー全体の手間やセキュリティ、災害時の備えまでバッチリです。そんなサーバレスを提供しているクラウドサービスとは何か解説します。

## サーバーレスのデメリット

使用するサーバーレスサービスによりますが、既存のプログラムコードが使えない場合があります。その場合、そのままコードを移行することはできずある程度対応するコードに変換する必要があります。また使用できないプログラミング言語もあるため使用するサーバーレスサービスを事前に調べておく必要があります。そして一度、使用を決めたサーバレスサービスから別のサーバーレスサービスに移行しようとした場合難しい場合が多いです。最後にサービスである以上、成約があります。どのサーバーレスサービスを利用するのか、サーバーレスサービスを使用するメリット、デメリットをしっかり検討してから自らの開発に合っているか判断しましょう。

サーバーレスについて解説しました。デメリットを差し置いても利便性に長けているそんなサーバレスを提供しているクラウドサービスとは何かを次で解説します。

## クラウドとサーバーレス

クラウドサービスとは、ユーザーが必要に応じて、インターネットを経由し様々なサービスを利用できます。ユーザーがインフラやソフトウェアを所持していなくても、必要に応じたクラウドサービスを利用することでこれらの問題を解決できます。

AWSやGCP、Azureなどが存在します。

サーバーレスは「インターネットを経由してサーバーレスサービスを利用する」ということになります。サーバーレス以外にもクラウドサービスには様々な種類のサービスがあります。

### クラウドサービスの種類

- IaaS
    
    IaaS（**I**nfrastructure **a**s **a** **S**ervice）とは、仮想サーバーやストレージ、ネットワークなどのインフラの基盤を提供しているサービスです。
    
- **FaaS**
    
    FaaS（**F**unction **a**s **a S**ervice）とは、**サーバーレス**でアプリケーション開発ができる環境を提供するクラウドサービスです。
    
- PaaS
    
    PaaS（**P**latform **a**s **a** **S**ervice）とは、WEBサーバーやデータベース等のインフラにおけるミドルウェアを提供するクラウドサービスです。
    
- BaaS
    
    BaaS（**B**anking **a**s **a** **S**ervice）とは、銀行が提供しているサービスや機能を、提供するクラウドサービスです。
    
- SaaS
    
    SaaS（**S**oftware **a**s **a** **S**ervice）とは、パッケージ製品のソフトウェアを提供しているクラウドサービスです。
    

## 主にサーバーレス（FaaS）を提供しているクラウドサービス

| クラウドベンダー会社名 | サービス名 | 公式サイト |
| --- | --- | --- |
| AWS（Amazon Web Services） | AWS Lambda | [AWS公式](https://aws.amazon.com/jp/) |
| Microsoft | Azure Functions | [Azure公式](https://azure.microsoft.com/ja-jp/products/functions/?cdn=disable#features) |
| Google | Google Cloud Functions | [Google Cloud公式](https://cloud.google.com/functions?hl=ja) |
| Alibaba | Alibaba Cloud | [アリババ公式](https://www.alibabacloud.com/ja) |
| IBM（International Business Machines Corporation） | IBM Cloud Functions | [IBM公式](https://cloud.ibm.com/functions/) |

## まとめ

今回はサーバーレスについて詳しく説明しました。サーバーレスとはクラウドサービスの一種で利用することでサーバーに関する様々なことを任せることができます。サーバレスを理解し、クラウドサービスを必要に応じて利用することでコストの削減や開発時間の短縮といった開発においての課題や問題点を解決できる選択肢を広げることができます。

サーバーレスサービス何を使ったらいいかわからない人はサーバーレスサービスで一番人気といっても過言ではないAWSの「Lambda」を利用することをお勧めします。AWSにはLambda以外にも開発をサポートしてくれるサービスが沢山あります。無償枠といって登録してから一年間は無償で規定のAWSサービスを使用することが可能ですのでこの機会に登録だけでもするといいでしょう。AWS以外にもそういったサービスを展開しているクラウド事業はあるので上にリストがあるので比較して自らにあったサービスを選ぶといいでしょう。

サーバーレス（FaaS）ってつまり何？メリットとデメリットを丁寧に解説します。

【徹底解説】サーバーレスのメリットデメリット

# 【初心者必見】OSI参照モデル アプセトネデブで覚えよう

## OSI参照モデルとは

OSI参照モデルとは、コンピュータの通信プロトコルの分類モデルです。

OSI（**O**pen **S**ystems **I**nterconnection）とは、ISO（**I**nternational **O**rganization for **S**tandardizationの略。日本語で国際標準化機構と呼ばれる。様々な製品・サービスの国際規格を定める非政府組織）により策定が開始されたコンピュータの通信プロトコルの規格です。コンピュータによる通信プロトコルが企業によって異なると相互接続できないという問題があり、共通の規格を作ることで解決するために策定が開始されました。

OSI参照モデルに準拠すると、通信プロトコルは7種類に分類されます。各レイヤーはそれぞれ異なる固有の役割を持ち、名前がついています。

| 層 | 名称 |
| --- | --- |
| 第7層 | アプリケーション層 |
| 第6層 | プレゼンテーション層 |
| 第5層 | セッション層 |
| 第4層 | トランスポート層 |
| 第3層 | ネットワーク層 |
| 第2層 | データリンク層 |
| 第1層 | 物理層 |

各レイヤーの名前とその順序を覚えるために、各レイヤーの名称の頭文字を取って繋げた「アプセトネデブ」という覚え方がよく使われています。

## OSI参照モデルのレイヤー概要

ここでは各レイヤーについて解説します。

### 第7層 アプリケーション層

アプリケーション層は、ユーザーが操作するソフトウェアが提供する機能に必要な通信サービスを実現するプロトコル群です。具体的な機能についての手続きやデータ形式等を定めています。

HTTPやDNS等がこの層に該当します。

### 第6層 プレゼンテーション層

プレゼンテーション層は、データを送付先が扱う形式に整形するプロトコル群です。各アプリケーションは自身が扱いたい形式でデータが欲しいため、全体として見た時に複数のデータ形式がある場合はどこかで変換処理が必要になりますが、それを担うのがこの層です。

SMTPやFTP等がこの層に該当します。

### 第5層 セッション層

セッション層は、セッションの開始・終了の管理を担うプロトコル群です。セッションはログイン・ログアウトの文脈での意味で、この意味でのセッション管理のためのデータ形式や手続きを定めます。

SSLやTLS等がこの層に該当します。

### 第4層 トランスポート層

トランスポート層は、通信の品質を保証するプロトコル群です。「品質」と言っても中身は様々で、高信頼性や速度等が考えられます。高信頼性を実現するプロトコルや、信頼性を犠牲にして速度を重視するプロトコル等があります。

TCPやUDP等がこの層に該当します。

### 第3層 ネットワーク層

ネットワーク層は、起点から終点までの通信を実現するプロトコル群です。個別に存在しているネットワークを結び付けることで、各ネットワーク同士の通信を可能にします。ネットワーク全体での整合的かつ体系的なアドレス割り当てやルーティング等を提供することでこれを実現しています。

ICMPやIP等がこの層に該当します。

### 第2層 データリンク層

データリンク層は、隣接するノード間の通信を実現するプロトコル群です。通信を正確に行うための規則を定めます。ネットワーク層が個別ネットワーク間の接続を担っていたのに対して、データリンク層は直接接続されるものの通信によって個別ネットワークの形成を担うと言えるでしょう。

EthernetやCAN等がこの層に該当します。

### 第1層 物理層

物理層は、通信のための物理的な仕についてのプロトコル群です。通信のためにはハードウェアが必要ですが、その媒体や物理的なコネクションや手続きを定める必要があり、この層がそれを担います。

IEEE 802.11や[**ISDN**](https://www.wdic.org/w/WDIC/ISDN)等がこの層に該当します。

## OSI参照モデルの現在

ここまでOSI参照モデルについて解説してきましたが、OSI参照モデルに準拠した製品が普及することはありませんでした。というのも、TCP/IPという別の通信プロトコルモデルに基づいた製品が普及したためです。OSI参照モデルでは通信プロトコルを7層で分類する一方で、TCP/IPは4層で通信プロトコルを分類しており、分類方法が異なっています。OSI参照モデルにおける複数レイヤーが、TCP/IPでは単一レイヤーとして分類されたりしています。

ではOSI参照モデルを知る必要はないのかというとそうではありません。分類自体は普遍性の高いものであるため、ネットワークの問題の切り分けには未だに役に立ちます。つまり認識の枠組みとしては有益なのです。ネットワークを扱うのであれば、責務を見分けるために覚えておくべき知識と言えるでしょう。

OSI参照モデルとは、コンピュータの通信プロトコルの分類モデルです。

【初心者必見】OSI参照モデル アプセトネデブで覚えよう

# 【徹底解説】みんな知らずに使ってるCDN、コンテンツデリバリーネットワークって何？

ネットワークを説明する際に使われる言葉にCDNというものがあります。

CDNとは何なのか、どういう風に機能しているのか、その特徴について見ていきましょう。

## CDNの概要

CDN(Contents Delivery Network) とは、インターネット上のコンテンツを高速配信するために連携して動作する、地理的に分散されたサーバーのグループのことです。Webページをホストしているサーバー（オリジンサーバー）の代わりに、アクセスしてきたユーザーに対してコンテンツを配信します。CDNを使用することで高速にユーザーにリクエストされたページを届けることができます。

CDNが登場した当時は、CDNは非常に高価で大規模な組織しか使えませんでした。しかし、今日ではインターネットの進歩に伴って多くのホスティングプロバイダーがCDNのサービスをアドオンとして提供しています。

普段意識していないかもしれませんが、私たちは日常的にCDNの恩恵を受けています。CDNはユーザーにとって高速で快適なインターネット通信のために世界中で活躍しているサービスです。

今回は、そんな重要な役割を担っているCDNについて見ていきましょう。

## CDNを使用する目的

CDNを利用する一番の目的は、Webサイトにアクセスする際の待ち時間を短縮することです。待ち時間が長くなればなるほど、Webサイトを訪れてくれたユーザーはページを離れてしまいます。

CDNを利用すると、HTMLページ、JavaScriptファイル、スタイルシート、画像、動画などWebサイトを構成しているさまざまな情報を素早く転送することができます。つまり、CDNの一番の目的はWebサイトの読み込み速度とパフォーマンスを向上させ、ユーザーエクスペリエンスを向上させることです。

## CDNはどのように機能しているのか

Webサイトにアクセスするユーザーに対して待ち時間を短縮するとはどういうことでしょうか？

Webサイトにアクセスしてリクエストしたページが表示されるまでにかかる時間を左右しているのは主に、**物理的な距離**と**リクエストしたページのサイズ**です。エンドユーザーとオリジンサーバーの距離が遠ければ遠いほど、サイトを表示するのに必要なものが多ければ多いほど、リクエストに対する応答が返ってくるのは遅くなってしまいます。また、全てのユーザーがオリジンサーバーにアクセスすることになるので、オリジンサーバーへの負荷は高くなります。

![cdn-1.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cdn-1.png)

そこで、戦略的に地理上のさまざまな箇所にコンテンツのキャッシュを置いておくことで、アクセスしてきたユーザーから最も近いデータセンターからレスポンスを返し、待ち時間を最小限に抑えることでパフォーマンスを向上させよう、というのがCDNの役割です。

例えば、日本からイギリスのサーバーにアクセスするとします。もしCDNが無かったとしたら、日本に住むユーザーはイギリスにあるオリジンサーバーからの返事を待つことになります。ですが、もしキャッシュサーバーがイギリスよりも近くにあったとしたら、わざわざオリジンサーバーまでアジア大陸を往復する必要無くレスポンスをもらい、ページを表示させることができます。

![cdn-2.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cdn-2.png)

また、ユーザーはオリジンサーバーではなくキャッシュサーバーにアクセスすることになるので、オリジンサーバーへの負荷が軽くなります。

## もう少し詳しく見てみよう

### ブラウザがキャッシュサーバーからリソースを取得する流れ

Web ブラウザーがリソースを要求する際の手順は以下のようになっています。

1. DNSで名前解決をする。
    
    DNS(Domain Name System)と呼ばれるものを使って、アクセスしたいサーバーの実際のアドレスを取得します。ブラウザはドメイン名ではサーバーがどこにあるかを特定できないので、代わりにサーバーの住所であるIPアドレスをDNSから教えてもらうという手順です。この手順は電話帳で電話番号を検索するのとよく似ています。ブラウザはDNSにドメイン名を提供し、代わりにIPアドレスを受け取ります。
    
2. 受け取ったIPアドレスを元に、そのアドレスにアクセスする。
    
    ドメイン名だけでは分からなかったサーバーの住所をゲットしたので、その住所を使って実際に目当てのページをもらいにリクエストを送り、サーバーから返事としてページを受け取ります。
    

CDNを使った名前解決の場合、１の段階でDNSのサーバーは名前解決を要求してきたリクエストを調べ、そのユーザーから最適なサーバーを決定します。一番単純な方法としては、リクエストしてきたIPアドレスに基づいて地理的に一番近いキャッシュサーバーを返す方法です。（企業は他の方法でCDNを最適化することもできるので、全てのリクエストがこの方法で処理されているわけではありません。）

最適と判断されたキャッシュサーバーのIPアドレスを受け取ったブラウザは、名前解決の後そのサーバーにリクエストを送ります。リクエストがきたキャッシュサーバーは以下のような動作をします。

![cdn-3.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cdn-3.png)

### CDNの種類

CDNには一般的に２種類あります。大まかな違いは、CDNがどのようにファイルやページを構成するその他の要素を取得するかという点です。

| Push型 | 主導権はWebページ所有者。オリジンサーバーの方からコンテンツをCDN サーバーに自動または手動で直接送信。 |
| --- | --- |
| Pull型 | 主導権はCDN。CDNの方からWebページの要素とファイルをオリジンサーバーに取得しにいく。 |

それぞれのメリット・デメリットは以下のようになっています。

| Push型 | メリット | どのコンテンツを CDN サーバーにプッシュするか、そのコンテンツの有効期限がいつ切れるか、いつ更新する必要があるか、などを直接指定可能できるのでコンテンツに柔軟に対応可能。変更があった時のみキャッシュサーバーのコンテンツをアップデートできるので、通信量を低く抑えられる。 |
| --- | --- | --- |
|  | デメリット | コンテンツを頻繁に更新する場合、オリジンサーバーで重たい処理をしている状況ではキャッシュサーバーと同期するのが非効率的なので不向き。 |
| Pull型 | メリット | CDNがよしなにしてくれるので、設定が簡単。 |
|  | デメリット | Push型に比べて柔軟性に欠ける。オリジンサーバーでファイルが更新される前であってもCDNからコンテンツ取得のクエリが来るので、通信が冗長になってしまう。ユーザーが受け取るデータは最新のものではない可能性がある。 |

どちらのCDNを選んだからという理由でサーバーの死活問題にはなりませんが、それぞれのメリット、デメリットを考慮した上でどちらの種類が自身のサーバーに向いているかを選べると、効果的にCDNを活用できますね。

## CDNのサービスを提供しているプロバイダ例

最後に、紹介してきたCDNのサービスを提供しているプロバイダについて見ていきましょう。

| プロバイダー名 | 特徴 |
| --- | --- |
| Akamai | 市場で最も古いCDNプロバイダーの1つ。何百万ものユーザーを同時に処理できるので、大規模なコンテンツ配信でも対応可能。 |
| Amazon CloudFront | 従量課金制。AWSの他サービスと同じプラットフォームで管理できるので相性良し。 |
| CloudFlare | Argo Smart Routingと呼ばれるリアルタイムのグローバルネットワーク情報を使用して最適な経路を提供。HTTP/3を使用している。価格もお手頃。 |
| Azure CDN | Akamai/Verizonの２社とパートナーシップを組んでいるので遅延があまりなく、容量の大きいCDNを提供。 |

他にもたくさんのプロバイダがCDNのサービスを提供しています。

## まとめ

コンテンツ配信を担当するバックボーンであるCDNについて、理解が深まりましたでしょうか？CDNの活躍はユーザーの目には見えないのでなかなか知る機会のないものですが、現在、当たり前のように日常的に使っているネットワークの世界では全トラフィックの半分以上がCDN によって処理されています。縁の下の力持ちですね。

ネットワークは奥が深いものですが、エンジニアには必要不可欠な知識です。この記事で少しでもネットワークに興味を持っていただけたなら、是非ネットワークに強いエンジニアを目指していただけたらと思います。

CDNとは何なのか、どういう風に機能しているのか、その特徴について見ていきましょう。

【徹底解説】みんな知らずに使ってるCDN、コンテンツデリバリーネットワークって何？

# LANとは何か？WANとの違いや構築の仕方もくわしく解説！

この記事では、**LAN**について解説します。

LANは、オンプレミスやクラウドに関係なく、そのどちらでも必ず利用しています。インターネットやWANなどの他のネットワークに接続したり、Webサービスなどを構築するうえで非常に重要な概念です。この記事を理解することで、エンタープライズ（企業）レベルのLANネットワークについて、ざっくりとイメージが描けるようになります。ぜひ現場で活きる実践的な知識をしっかりと頭に入れておきましょう。

## LAN (Local Area Network) とは

LANは**L**ocal **A**rea **N**etworkの略で、同一の敷地・建物など局地的な範囲に構築されたネットワークのことです。いわゆるネットワークエンジニアとよばれる職種のエンジニアは、その多くがこのLANの設計や構築、運用保守を行います。LANは次のような場所で利用されます。

- 家庭
- 工場
- 学校
- オフィス
- データセンター
- VPC（**V**irtual **P**rivate **C**loud）

![LAN (Local Area Network) とは.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/01.png)

LANはLAN内で完結することが少なく、外のネットワークと通信することが大半であるため、それぞれの構成技術について理解しておく必要があります。そのため、LANについて知る前に次の項目について理解しておく必要があります。

- **ローカルIPアドレス**
- **グローバルIPアドレス**
- **IPマスカレード**

それではそれぞれの項目について、ざっとおさらいしていきましょう。

### ローカルIPアドレスとは

**ローカルIPアドレスとは、内部ネットワーク（LAN内）で使用できるIPアドレス**であり、ローカルIPアドレスをサーバーやクライアントなどの機器に割り当てます。**ネットワーク管理者が自由にIPアドレスを設定することができ**、グローバルIPアドレスとは異なり世界中で一意である必要はありません。

次のIPアドレスの範囲が、ローカルIPアドレスとして指定されています。必ず頭に入れておきましょう。

| クラス | アドレス範囲 | ネットマスク（CIDR表記） | ネットワーク規模 |
| --- | --- | --- | --- |
| A | 10.0.0.0 ～ 10.255.255.255 | /8 | 大規模 |
| B | 172.16.0.0 ～ 172.31.255.255 | /12 | 中規模 |
| C | 192.168.0.0 ～ 192.168.255.255 | /16 | 小規模 |

クラスAからCまでそれぞれネットマスクが違います。そのため、使用できるIPアドレスの数が違うので、規模感も変わってきます。

個人開発では、どのクラスのローカルIPアドレスを採用するかを自分で決めます。一方で、エンタープライズの案件にアサインするときは、個々の現場によって利用するIPアドレスが決まっている（もしくは決める）と覚えておくとよいでしょう。

### グローバルIPアドレスとは

**グローバルIPアドレスとは、世界中で一意なIPアドレス**です。LANでは割り振ることができませんが、インターネットに接続する際に必ず利用します。具体的には、**ルーターのインターネット側のインターフェースに割り当てられるIPアドレス**がグローバルIPアドレスです。

一般的にグローバルIPアドレスを利用するためには、ISP（**I**nternet **S**ervice **P**rovider）と契約する必要があります。**インターネット回線**といいますが、NTTやKDDIなどのサービスが提供するIPアドレスを使って、インターネットに接続しています。他にもスマートフォンでは、契約したSIMを機器に差して、グローバルIPアドレスを利用しています。

もし自分のパソコンのグローバルIPアドレスが知りたいときは、次のURLにアクセスしてください。

[https://ifconfig.me/](https://ifconfig.me/)

もしくは、CLI（コマンドラインインターフェース）で確認したい場合は、以下のコマンドを入力してください。

```bash
curl https://ifconfig.me
```

### IPマスカレード（NAPT）とは

IPマスカレードは、**1つのグローバルIPアドレスと複数のローカルIPアドレスをポート番号を利用してマッピングします。**サーバーやパソコンなどのLAN内の機器が、インターネットに接続できるのは、このIPマスカレードによってローカルIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換しているからです。

![IPマスカレード（NAPT）とは1.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/02.png)

そして、IPマスカレードを行うのは、**ルーター**の役割です。ルーターは、**どこまでがLANでどこからがインターネット（もしくはWAN）なのか**を決めます。一般的にはゲートウェイといいますが、すなわち**ネットワークの出入り口**となります。つまりは、**LANはルーターによって蓋されている**というイメージです。

![IPマスカレード（NAPT）とは2.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/03.png)

## LANと接続する他のネットワークについて

先述しましたが、LANはそれ自体で完結するということは少なく、ITサービスを提供したり、インターネットを利用するなどの目的で他のネットワークと接続することがほとんどです。そのため、LANと関連するネットワークと、その違いについても確認しましょう。

### LANとWANの接続

**WAN**とは、**W**ide **A**rea **N**etworkの略です。たとえば、東京本社、名古屋支社、大阪支社、福岡支社を運営する企業Aがあるとします。それぞれ独立したLANネットワークを持っており、企業AはそれらのLANネットワークを通信できるようにしたいと考えます。そのときに利用するのがWANです。

![WANとLANの違い.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/04.png)

WANは、ISPによって提供される閉域網のサービスや、インターネット回線を利用したVPNを構築したりする方法がありますが、共通するのは**ある拠点間同士を特定の人間しか見れない状態で接続可能にすること**です。

詳しくは、以下の記事を参考にしてみてください。

https://envader.plus/article/50

### LANとインターネットの接続

**インターネットは世界中のコンピュータを相互接続した巨大なネットワーク**です。LANは家庭や学校、データセンターなど局地的な範囲で利用されているネットワークですが、インターネットはそれらのコンピューターが世界中からアクセスできる状態です。つまり、**不特定多数の人間がアクセスできるというのがインターネットの特徴**になります。

![LANとインターネットの接続1.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/05.png)

インターネットにLANを公開する場合は、セキュリティ対策が特に重要になります。たとえば、Webアプリケーションの構築でAmazon VPC上にRDSを利用するとき、直接アクセスできないようにプライベートサブネット内に配置するなどの配慮が必要です。パブリックサブネット上のEC2インスタンスから特定のポートのみで接続できるようにするというような構成にしましょう。

![LANとインターネットの接続2.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/06.png)

## LANの構成について

これから**オンプレミスにおけるLANネットワークの構成**について解説します。コンピューターネットワークは大きく分けて**リンク**と**ノード**に分かれますが、これはLANについても同様です。ノードとリンクを合わせると次のようなイメージになります。

![LANの構成について.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/07.png)

**ノードとは、コンピューターネットワークの構成における点**です。具体的には次のようなものがあります。

- サーバー
- ストレージ
- クライアント（パソコン、スマホ、タブレット等）
- プリンタ
- ネットワーク機器（ルーター、L2/L3スイッチ、FCスイッチ、ファイアーウォール、ロードバランサー等）
- アクセスポイント

**リンクとは、コンピューターネットワークの構成における線**です。大きく分けて**有線**と**無線**に分かれます。具体的には次のようなものがあります。

- 有線
- LANケーブル
- FCケーブル
- 無線
- Bluetooth
- Wi-Fi

### LANネットワークにおけるWebシステムの構成例

データセンターにおいては通常は複数のシステムが動作していますが、今回は先ほど登場した企業Aがデータセンターで運用しているあるWebシステムを一例にLAN構成を見てみましょう。

![LANネットワークにおけるWebシステムの構成例.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/lan/08.png)

## まとめ

LANについて解説するなかで、インフラエンジニアが現場で扱う知識をまとめて説明していきました。LANはネットワークに限らず、サーバーやアプリケーションなど多くのITエンジニアが関係する領域です。活躍できるエンジニアになるために、今回解説した内容を何度も復習し理解しましょう。

同一の敷地・建物など局地的な範囲に構築されたネットワークのことです。

LANとは何か？WANとの違いや構築の仕方もくわしく解説！

# WANって何？インターネットやLANとの違いも解説！

この記事ではWAN（**W**ide **A**rea **N**etwork）について解説しています。

WANはLAN（**L**ocal **A**rea **N**etwork）とは異なる領域のネットワークで、インターネットと同じく向こう側のネットワークです。普段利用することも少ないためイメージも持ちづらいと思います。

この記事を通して、WANとLAN、そしてインターネットの違いを理解しましょう。

## WANとインターネットの違いは何か？

**WANとは、遠く離れたLAN同士を接続する広範囲な通信網**です。たとえば、ある企業の大阪支社のPCから東京本社のサーバに接続するという場合、イントラネットを利用するというケースがあります。

WANと似たネットワークにインターネットがあります。**インターネットとWANの大きな違いは、プライベートなのかパブリックなのか**です。インターネットとは、世界中のコンピュータを相互接続したネットワークで、世界中のインターネット利用者がアクセスできます。

一方、WANでは利用しているLAN同士で通信できるプライベートなネットワークとなっており、特定のアクセスに限定されます。これが大きな違いです。次の表にまとめます。

|  | 特徴 |
| --- | --- |
| WAN | 地理的に離れたLAN同士を相互接続したプライベートなネットワーク |
| インターネット | 不特定多数の人間が利用する世界中のコンピュータを相互接続したパブリックなネットワーク |

![WANとインターネットの違いは何か？.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/01.png)

## WANとLANの違い

**LANとは、同一の敷地・建物など局地的な範囲に構築されたネットワークのこと**です。たとえば、自宅やオフィス、データセンターなどの建物内に構築されるネットワークで、WANはこれらのLANを相互接続するために利用されます。

ある企業Aの具体例をもとに考えます。企業Aは1000人規模の大企業で、オフィスは東京本社、大阪支社、名古屋支社、福岡支社を保有しています。それぞれのオフィスでWANを利用して、コンピュータ間で相互にデータをやり取りする場合、次のようなイメージのネットワーク構成を描くことができます。

![WANとLANの違い.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/02.png)

WANとLANの違いを次の表にまとめます。

|  | 特徴 |
| --- | --- |
| WAN | LANを相互に接続する広範囲なネットワーク |
| LAN | 自宅やオフィス間などの比較的小さな範囲のネットワーク |

LANの詳細については、以下の記事でも取り上げているので、ぜひとも参考にしてください。

https://envader.plus/article/49

## WANを用いた通信サービスについて

WANサービスは大別すると、**公衆網**と**閉域網**を利用するケースに分かれます。

**公衆網とは、不特定多数の人間が共有している通信網**であり、代表的なものとしてインターネットがあります。不特定多数の人間がアクセスできるということもあり、改ざんや盗聴などのセキュリティリスクが常に存在します。また、通信品質は保証されません。ただし、その分だけ回線費用は安価です。

**閉域網は、限られた利用者だけが接続できるインターネットに接続していない通信網**です。たとえば、NTTやKDDIなどの電気通信事業者が提供・管轄しているネットワークを契約して利用します。利用者が特定可能であり、またSLA（**S**ervice **L**evel **A**greement）という形で通信品質が契約に盛り込まれていることもあります。ただし、その分だけ回線費用は高価です。

公衆網と閉域網について、これまでの内容を次の表にまとめます。

|  | 利用者 | SLA | セキュリティリスク | コスト |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 公衆網 | 不特定多数の人間 | ない | 高い | 安価 |
| 閉域網 | 電気通信事業者と契約した企業 | ある | 低い | 高価 |

### 【補足】VPN（**V**irtual **P**rivate **N**etwork）とは何か？

**VPNとは、仮想的な専用通信網**です。専用線は後述しますが、ある拠点や端末間のネットワークを仮想的に構築します。それにより物理的に専用線を引いて接続するよりも、安価な専用線を実現することができます。

![【補足】VPN（Virtual Private Network）とは何か？.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/03.png)

VPNは、**トンネリング**と**認証**、**暗号化**の3つの技術から構成されています。それぞれ次の表にまとめます。

| 構成要素 | 特徴 |
| --- | --- |
| トンネリング | 送受信の間で仮想的な専用線（トンネル）を構築する |
| 認証 | 正しい相手であるかどうかを確認・検証する |
| 暗号化 | データを解読不能な形に変換し、盗聴を防ぐ |

### 実際に利用されているWANサービス

それでは、実際に利用されているWANサービスについて、その代表的な例を紹介します。

- **専用線**
- **広域イーサネット**
- **IP-VPN**
- **インターネットVPN**

これらのWANサービスについて、図を交えながら解説していきます。

### 専用線

特定の顧客専用通信回線です。電気通信事業者と契約して工事を経て利用できます。

専用線で結ばれた拠点間の回線は完全に占有することができ、これによってセキュリティのリスクを大幅に減少させることができ、他の利用者に影響されることがないため通信速度も担保されます。たとえば、データセンター間などの高い通信品質が求められる場合などに利用されます。料金は利用したい帯域、拠点間の距離によって定まります。ただし、専用線サービスは、どのWANサービスのなかでも最も高価になるため他のサービスとの比較がとても重要になります。

![専用線.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/04.png)

### 広域イーサネット

電気通信事業者が提供する閉域網上に構築されたVPNサービスです。複数拠点間を安全に接続します。

後述するIP-VPNとの大きな違いは利用するレイヤです。広域イーサネットでは、OSI参照モデルにおけるL2を利用したWANサービスのため、ルーティングプロトコルに、OSPF（**O**pen **S**hortest **P**ath **F**irst）やEIGRP（**E**nhanced **I**nterior **G**ateway **R**outing **P**rotocol）などを利用することができます。これによってルーティングの設定は複雑になるので、通常は専任のネットワークエンジニアが必要になります。

補足ですが、ルーティングプロトコルとは、ルーティングテーブルを構成するためのプロトコルです。上記のOSPFやEIGRPなどは、ダイナミック（動的）ルーティングプロトコルに分類され、異なるルーター間でお互いのルーティング情報をやりとりして、ルーターが自動的にルーティングテーブルを構築します。

![広域イーサネット.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/05.png)

### IP-VPN

広域イーサネットと同じく、電気通信事業者が提供するVPNサービスです。広域イーサネットがレイヤ2サービスなのに対して、IP-VPNはレイヤ3サービスとなっています。レイヤ3プロトコルがIPに限定され、ルーティングプロトコルはスタティック（静的）に限定されます。このため、設定は広域イーサネットと比較するとシンプルになり、機器の用意、設定や運用は電気通信事業者側で実施するため手間が少なくなります。

![IP-VPN.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/06.png)

### インターネットVPN

ISP（**I**nternet **S**ervice **P**rovider）が提供するインターネット回線を利用して、拠点のVPNルーター間でセキュアな仮想専用線を構築します。インターネット回線は先述の通り、公衆網でコストも安価で利用できます。インターネットVPNには、大きく分けて2種類の方式があります。

- **SSL-VPN**
- **IPsec-VPN**

SSL-VPNは、SSL/TLS（**S**ecure **S**ockets **L**ayer/**T**ransport **L**ayer **S**ecurity）を利用しています。L5レイヤ（セッション層）で実装されており、下位のL4レイヤ（トランスポート層）に依存します。IPSec-VPNは、IPSec（**Sec**urity Architecture for **I**nternet **P**rotocol）を利用しています。L3レイヤ（ネットワーク層）で実装されており、上位のアプリケーションに依存しません。どちらもVPNルーターへの設定はネットワーク管理者が行うため、比較的設定や運用は難しくなります。

![インターネットVPN.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/wan/07.png)

最後に、これまで見てきたWANサービスについて次の表にまとめます。

|  | 特徴 | 通信品質 | セキュリティリスク | コスト | 運用管理 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 専用線 | 拠点間を完全に占有した回線を利用できる | 高 | 低 | 高 | 易 |
| 広域イーサネット | 閉域網上で利用できるL2レイヤのVPNサービス | 中 | 中 | 中 | 難 |
| IP-VPN | 閉域網上で利用できるL3レイヤのVPNサービス | 中 | 中 | 中 | 易 |
| インターネットVPN | インターネットを利用したVPNサービス | 低 | 高 | 低 | 難 |

## まとめ

WANについて知ることで、企業のイントラネットなどがどのように形作られているのかを構成図から理解できるようになります。今回理解できなかったとしても何度も読み返して、確実に理解したうえで実際の業務に活かせるようになりましょう。

WANとは、遠く離れたLAN同士を接続する広範囲な通信網です。

WANって何？インターネットやLANとの違いも解説！

本記事ではIPアドレスについて解説します。

【徹底解説】IPアドレスの全知識

# 【脱初心者】CIDRとCIDR表記

こちらの記事では、CIDRとCIDR表記について解説します。

**CIDR**（**C**lassless **I**nter **D**omain **R**outing）は、別名を**クラスレスアドレッシング**とも呼び、**現在主流で使用されているIPアドレスの割り当て方式**です。また、CIDR表記はIPアドレスにサブネットマスクの情報を簡略化して付随する表記方法です。それぞれの概要などについて詳しく説明します。

こちらの記事は「IPアドレス」と「サブネット・サブネットマスク」に関する知識が必要です。それぞれの記事は以下をご覧ください。

https://envader.plus/article/51

https://envader.plus/article/53

## CIDRの概要

初期のTCP/IPのIPアドレス（IPv4）は、IPアドレスの枯渇問題を抱えていました。この問題の対策として、IPアドレスの割り当てをクラスフルアドレッシングという仕組みが導入されました。

しかし、クラスフルアドレッシングには「ユーザにとって丁度良いアドレスクラスが存在しない」という問題が存在しました。この問題を解消するために、割り当てられたネットワークをさらに小さい単位で分ける「**サブネット**」という概念が誕生しました。

従来のクラスフルアドレッシングのクラス（クラスA、クラスB、クラスC）をより小さいサブネットに分割することをサブネット化と表現することもありますが、現在では、**クラスの定義に関わらず単にネットワークをより小さな複数のネットワークに分割することもサブネット化すると表現します**。

つまり、サブネット化を行うために、**IPアドレスにサブネットマスクの情報を付随して自由にネットワークの範囲を指定する仕組みのことを「CIDR（クラスレスアドレッシング）」と呼びます**。

### **CIDRの利点**

CIDRの利点を、クラスフルアドレッシングと比較して以下の図にまとめました。

![article-cidr-1.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cidr/article-cidr-1.png)

このように、CIDRの利点は、クラスフルアドレッシングのようにネットワーク部とホスト部を8bit単位で区切ることにこだわらずに、**任意のbitでネットワーク部とホスト部の境界決められる点**です。CIDRを利用するとクラスフルアドレッシングで問題だった「IPアドレスの無駄な消費」を防ぐことができます。

## **CIDRの特徴**

CIDRの特徴を、クラスフルアドレッシングと比較して説明します。以下の図をご覧ください。

![article-cidr-2.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cidr/article-cidr-2.png)

上記の図のように、クラスフルアドレッシングではIPアドレスの上位bitからアドレスクラスを判別でき、IPアドレスの情報だけでネットワークアドレスのbit数を知ることができます。

CIDRを用いた場合、**IPアドレスの情報だけではネットワークアドレスのbit数を知ることができません**。そのため、必ずIPアドレスと合わせて**サブネットマスクの情報が必要**です。

## **CIDRの主要な概念**

CIDRの特徴から分かるように、CIDRの主要な概念は「**サブネットマスク**」であり、それを簡略化して表記する「**CIDR表記**」です。

### CIDR表記

CIDR表記は、**IPアドレスのサブネットマスクの情報を簡略化して**`192.168.0.0/24`**のように表記したもの**です。CIDR表記した`192.168.0.0/24`は、`192.168.0.0/255.255.255.0`のようにIPアドレスにサブネットマスクを付随した表記と**全く同じ意味**で、**表記方法が違うだけ**です。

サブネットマスク`255.255.255.0`は、「**上位の24bitがネットワークアドレスである**」という意味でもあります。つまり、CIDR表記で`/数字`が意味するのは「**上位何bitがネットワークアドレスである**」という意味です。

CIDRを用いた場合、サブネットマスクで表記するよりCIDR表記した方が簡易的で分かりやすいため、**一般的にはCIDR表記を用います**。また、CIDR表記で用いる`/`（スラッシュ）は、**プレフィックス**と呼び、CIDR表記のことを「**プレフィックス表記**」とも呼びます。

## **CIDRの用途**

CIDRの用途を、以下の2点に焦点を当てて説明します。

- クラスを使わないIPアドレスの割り当て
- 経路情報の集約

### クラスを使わないIPアドレスの割り当て

クラスを使わないIPアドレスの割り当てとは、**クラスの定義にかかわらず単にネットワークをより小さな複数のネットワークに分割すること**を指します。クラスを使わないIPアドレスの割り当てを以下の図にまとめました。

![article-cidr-3.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cidr/fixed_article-cidr-3.png)
※実際に使えるIPアドレス数は、IPアドレスの数`-2`（ネットワークアドレス+ブロードキャストアドレス）です。

①が、ISP（インターネットサービスプロバイダー）からユーザに割り当てられたIPアドレスだとします。ISPは、CIDRを用いることで、ユーザが必要なネットワーク規模に応じてIPアドレスを割り当てることができます。

①の割り当てを受けたユーザは、②、③、④のように自身でサブネットを構築することが可能です。このサブネットの規模も、ユーザ自身が必要なネットワーク規模に応じて柔軟に構築することができます。

### 経路情報の集約

経路情報の集約とは、**複数のネットワークアドレスのルート情報を1つにまとめること**です。

経路（ルート）が多くなると、ルータ内のルーティングテーブルが大きくなり、宛先ネットワークを見つけるための時間が長くなったり、ルーティングテーブルに保存するためのメモリ量が大量に必要になります。実際インターネット上には膨大な数のネットワークが存在しており、インターネットの出入り口となる基幹ルータともなると、それら全てのエントリ（ネットワーク情報）を扱う必要があります。

この、ルーティングテーブルが増大することへの解決策の1つが、**経路情報の集約**です。経路情報の集約とは、**ルータのルーティングテーブルを圧縮し、エントリ数を減らすこと**です。

実際に経路の集約を行うことで、経路情報の集約を説明します。まず、経路情報が集約されていない例を、以下の図①にまとめました。

![article-cidr-4.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cidr/article-cidr-4.png)

図①のルータXのルーティングテーブルを見ると、8つのエントリが登録されています。このように、ルータXのルーティングテーブルにルータAから先のルーティングを登録するのはあまり意味がありません。なぜなら、ルータはルーティングする際にネクストホップへ転送すれば良いからです。

この8つのエントリをまとめられないかどうか確認します。それぞれのエントリを表にまとめましたので以下をご覧ください。

| IPアドレス（CIDR表記） | IPアドレス（2進数表記） |
| --- | --- |
| 172.168.32.0/24 | 10101100.00010000.00100000.00000000 |
| 172.168.33.0/24 | 10101100.00010000.00100001.00000000 |
| 172.168.34.0/24 | 10101100.00010000.00100010.00000000 |
| 172.168.35.0/24 | 10101100.00010000.00100110.00000000 |
| 172.168.36.0/24 | 10101100.00010000.00100100.00000000 |
| 172.168.37.0/24 | 10101100.00010000.00100101.00000000 |
| 172.168.38.0/24 | 10101100.00010000.00100110.00000000 |
| 172.168.39.0/24 | 10101100.00010000.00100111.00000000 |

それぞれのエントリを見ると、`10101100.00010000.00100`（上位21bit）までが共通しています。そのため、この8つのエントリを`/21`で1つに集約することができ、まとめて1つのネットワークと扱うことができます。

8つのエントリを集約した結果が、以下の図②です。

![article-cidr-5.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/cidr/article-cidr-5.png)

経路が集約されたことでルータXはルータAから先のルーティングは覚える必要がなくなります。なぜなら、ルータAから先のルーティングはルータAが行うからです。

このように、経路情報の集約とは、**複数のネットワークアドレスの経路情報を1つにまとめること**です。経路情報を集約することにより、ルータの使用メモリを減らすことができます。また、単純に次の宛先の登録数が少なくなることにより検索にかかる計算量も少なくなり、ルータの負荷を軽減することにつながります。

## CIDRの早見表

CIDRを用いてIPアドレスの割り当てや経路情報の集約を行う時に便利な「CIDRの早見表」を作成しました。「Ctrl or Cmd + F」でお探しの値を見つけてください。

| CIDR | サブネットマスク | IPアドレスの数 |
| --- | --- | --- |
| /32（注1） | 255.255.255.255 | 1 |
| /31（注2） | 255.255.255.254 | 2 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 |
| /29 | 255.255.255.248 | 8 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 |
| /27 | 255.255.255.224 | 32 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 |
| /23 | 255.255.254.0 | 512 |
| /22 | 255.255.252.0 | 1,024 |
| /21 | 255.255.248.0 | 2,048 |
| /20 | 255.255.240.0 | 4,096 |
| /19 | 255.255.224.0 | 8,192 |
| /18 | 255.255.192.0 | 16,384 |
| /17 | 255.255.128.0 | 32,768 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65,536 |
| /15 | 255.254.0.0 | 131,072 |
| /14 | 255.252.0.0 | 262,144 |
| /13 | 255.248.0.0 | 524,288 |
| /12 | 255.240.0.0 | 1,048,576 |
| /11 | 255.224.0.0 | 2,097,152 |
| /10 | 255.192.0.0 | 4,194,304 |
| /9 | 255.128.0.0 | 8,388,608 |
| /8 | 255.0.0.0 | 16,777,216 |
| /7 | 254.0.0.0 | 33,554,432 |
| /6 | 252..0.0.0 | 67,108,864 |
| /5 | 248.0.0.0 | 134,217,728 |
| /4 | 240.0.0.0 | 268,435,456 |
| /3 | 224.0.0.0 | 536,870,912 |
| /2 | 192.0.0.0 | 1,073,741,824 |
| /1 | 128.0.0.0 | 2,147,483,648 |
| /0 | 0.0.0.0 | 4,294,967,296 |

（注1）`/32`は単一ホストを表現する際に使われます。

（注2）`/31`はIPアドレス数が2個しかないため基本的には使えませんが、[RFC3021](https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3021)で**ポイント・ツー・ポイントリンク**として使用して良いと定められています。

## まとめ

こちらの記事ではCIDR・CIDR表記について解説しました。

CIDRはIPv4のIPアドレスの枯渇問題を解消するために誕生し、現在主流で利用されている仕組みです。CIDRを使用してネットワークを構築できるようになるためにも、IPアドレスの知識やCIDR以前に導入されていたクラスアドレッシングの仕組み、サブネット・サブネットマスクの知識も合わせて学習することが必要です。

CIDR表記はIPアドレスにサブネットマスクの情報を簡略化して付随する表記方法です。

【脱ネットワーク初心者】CIDRとCIDR表記

# 【保存版】サブネット・サブネットマスク徹底解説

こちらの記事ではサブネット・サブネットマスクについて解説します。

まずはじめに、サブネットが誕生した理由からサブネットの概要を説明します。そして、サブネットの利点と欠点、サブネットマスクの仕組みや使い方を説明します。

また、こちらの記事はIPアドレスに関しての前提知識が必要となります。IPアドレスに関しては以下の記事をご覧ください。

https://envader.plus/article/51

## サブネットが誕生した理由

初期のTCP/IPのIPアドレス（IPv4）は、IPアドレスの枯渇問題を抱えていました。この問題の対策として、IPアドレスの割り当てをクラスフルアドレッシングという仕組みが導入されました。

クラスフルアドレッシングにはユーザに割り当てられるアドレスクラスが3種類しかなく、いずれのアドレスクラスもユーザにとって「丁度良いアドレスクラス」ではありませんでした。そのため、「**3種類の中では**」大きすぎず、小さすぎないクラスBにユーザからのIPアドレスの割り当て要求が集中しました。クラスBの割り当てを受けたからといって、クラスBの接続可能最大数（65,534台）のホストが同時に接続することが稀なネットワークも存在し、IPアドレスが無駄に消費される結果となりました。

このように、クラスフルアドレッシングではIPアドレスの枯渇問題を解決することができませんでした。そのため、「サブネット」という概念が誕生しました。

「サブネット」とは、**ネットワーク内の分割されたネットワークのこと**を指し、**ネットワークを分割すること**を「サブネット化」と呼びます。

### サブネット化とは

サブネット化は、ネットワークを分割し、収納するホストの台数に適したネットワーク（サブネット）を構築することができます。ネットワークを分割することで収納できるホスト数は減少しますが、より多くのネットワークを使用することができます。

![article-subnet-1.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-1.png)

上記の図のように従来のクラスフルアドレッシングのクラス（クラスA、クラスB、クラスC）のネットワークを分割することをサブネット化と表現することもありますが、**クラスの定義に関わらず単にネットワークを分割することもサブネット化すると表現します**。

## サブネット化の利点

サブネット化を行うと、IPアドレスの無駄な消費以外に、以下の利点があります。

- 通信トラフィックの緩和
- ネットワークの効率化
- ネットワーク障害が起きた箇所を特定できる

### 通信トラフィックの緩和

例えば、ある企業がクラスフルアドレッシングで用いられるクラスBのプライベートIPアドレス「`172.18.0.0~172.18.255.255`」を使用してネットワークを構築し、クラスBの接続可能最大数である65,534台のホストが接続したと仮定します。

クラスBでは65,534台のホストを収容することは可能ではありますが現実的ではありません。なぜなら、1つのネットワークに65,534台のホストを収容した場合、通信トラフィックが多すぎてネットワークが飽和状態（データ処理が限界に達してそれ以上速度が出ない状態）になり、通信自体ができなくなる可能性もあります。また、ホストの台数が膨大になることで管理も増大します。

この問題は、クラスBのネットワークを更に分割し、それぞれのネットワーク間をルータで相互に接続する方法、つまり**サブネット化**を行うことで解決することができます。サブネット化を行うと、通信トラフィックを局所化して全体的な負担を緩和し、管理の手間も軽減することができます。

### ネットワークの効率化

サブネット化されていないネットワークの場合、ホストの台数が増えるごとに余計な通信や通信の渋滞（輻輳）が発生します。

例えば、クラスBのネットワークでARP（IPアドレスからMACアドレスを調べるブロードキャストの1種）を送ったとします。この時、**該当のホスト以外はARPで送られてきた通信を破棄します**。これが**余計な通信**です。

![article-subnet-2.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-2.png)

サブネット化することでブロードキャストが送られる範囲を分割（縮小化）することができ、余計な通信自体の量を減らすことができます。また、輻輳も緩和され、全体的なネットワークのパフォーマンスが向上します。

### ネットワーク障害が起きた箇所を特定できる

大規模ネットワークの場合、収納するホストの台数が数千から数万になるものもあります。この大規模ネットワークの中で障害が発生した場合、ホストの台数が多すぎることが原因でどの機器で障害が発生したかを特定しにくくなります。

サブネット化を行いネットワーク部を分割することにより、**障害が発生した際にどの範囲で障害が発生したのかを容易に特定することができます**。

### サブネットの欠点

サブネットに分割すると、様々な利点が得られますが、欠点も存在します。

1つのネットワークから分割したサブネットそれぞれに別々のネットワークアドレスを設定するため、**ルータ等を介さずに直接通信することができなくなります**。相互接続を行いたい場合、別途レイヤ3スイッチングハブかルータを設置する必要があります。

また、相互接続のための導入コストや機器の設定・管理をする必要があることが欠点です。

## サブネットマスク

サブネットマスクとは、**IPアドレスを分割して、どこがネットワークアドレス部分で、どこが端末を表すホストアドレス部分かを識別するために使う数値**です。サブネットマスクをIPアドレスと組み合わせることで、サブネット化を行います。

### サブネットマスクの仕組み

サブネットマスクは、一般的には「`255.255.255.0`」のような10進数とピリオドの組み合わせで表記します。このサブネットマスクを2進数で表記すると、「`11111111.11111111.11111111.00000000`」となります。これは、「`1`」の部分がネットワーク部で、「`0`」の部分がホスト部であることを示しています。また、サブネットマスクは左端から1つ以上の「`1`」が連続している必要があります。

該当のIPアドレスのネットワーク部を決めるためには、「**IPアドレスとサブネットマスクの論理積（AND）**」を取ります。

論理積の特性を利用し、サブネットのネットワーク部が決まる仕組みを以下の図にまとめました。

![article-subnet-3.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-3.png)

### サブネットマスクを使ったサブネット化

サブネットマスクを使ったサブネット化の例を、CIDR（クラスレスアドレッシング）を用いて説明します。以下の図と表をご覧ください。

![article-subnet-4.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-4_fix.png)

|  | 10進数表記 | 2進数表記 |
| --- | --- | --- |
| IPアドレス | 126.129.182.0 | 01111110.10000001.10110110.00000000 |
| サブネットマスク | 255.255.255.192 | 11111111.11111111.11111111.11000000 |
| サブネットマスク | 255.255.255.224 | 11111111.11111111.11111111.11100000 |
| サブネットマスク | 255.255.255.240 | 11111111.11111111.11111111.11110000 |

ISP（**I**nternet **S**ervice **P**rovider：インターネットサービスプロバイダー）はサブネットマスクを使用することで、従来のクラスフルアドレッシングのアドレスクラスに該当するIPアドレスを割り当てるのではなく、①のようにユーザが必要なネットワーク規模に応じてIPアドレスを割り当てることができます。

また、ISPからIPアドレスの割り当てを受けたユーザは、サブネットマスクを使用することで最大62台が収納可能なネットワークを図の②、③、④のような複数のネットワークに分割することが可能です。

また、表を見て分かるように、**IPアドレスのホスト部の一部をネットワーク部とみなして、IPアドレスの範囲に収容できるネットワークの数を増やすことでサブネット化を行います。**

### サブネットマスクはどんな時に設定する必要があるのか？

サブネットマスクは、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスそれぞれで管理方法が異なります。それぞれの管理を以下の表にまとめました。

| IPアドレス | サブネットの管理 |
| --- | --- |
| グローバルIPアドレス | ISPなどが管理・割り当てを行う（ユーザは自由に割り当てできない） |
| プライベートIPアドレス | 企業や一般家庭で管理・割り当てすることができる |

上記の表のように、ユーザはプライベートIPアドレスのサブネットの管理や割り当てを行います。現在はルータに搭載されたDHCP機能により自動でIPアドレスが割り振られるので、手動でIPアドレスやサブネットマスクを設定することは少なくなりました。しかし、**異なるネットワークはルータを介さずに直接通信できないことを利用し**、以下のような場合にサブネットマスクを手動で設定します。

- ①企業内の部署間でデータの参照を制限する場合
- ②ホストやサーバの台数が多く、分割して管理する場合
- ③開発環境と本番環境を分けるなど、環境を切り離す場合

![article-subnet-5.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-5.png)

### ルータが参照するサブネットマスク

上の図のネットワークAとネットワークBが相互に通信を行いたい場合は、互いが異なるネットワークなのでルータを介して通信を行うことになります。この時、ルータがどのようにして宛先まで通信を届けるかを説明します。

ルータはまず、送られてきた通信の宛先が同一ネットワークか、異なるネットワークかを判断します。そこで、コンピュータ同士のデータのやり取りに使われる「IPパケット」の詳細構造を以下にまとめましたのでご覧ください。

![article-subnet-6.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/subnet/article-subnet-6.png)

図を見て分かるように、**IPパケットの中にはネットワークマスクの情報は入っていません**。つまり、送信元のサブネットマスクの情報を知ることができません。

そのため、送られてきた通信が同一ネットワークかどうか（宛先ネットワークアドレスの算出）を、「IPパケットの中の宛先IPアドレス」と「**ルータ自身に設定されたサブネットマスク**」の論理積を取ることで判断しています。

そして、送られてきた通信が同一ネットワークだった場合はネットワーク内のホストに通信を届け、異なるネットワークだった場合は次のルータに通信を任せます。

## まとめ

こちらの記事ではサブネット・サブネットマスクについて解説しました。

普段生活しているだけではサブネットの構築をすることやサブネットマスクを変更する機会などあまりないかもしれません。しかし、企業などによっては部署ごとにサブネットを構築することや、開発環境・本番環境を分ける、といったことは珍しくありません。

そういった場合に対応・実装できるようになるためにも、サブネット・サブネットマスクの知識に限らず、IPアドレスやCIDR（クラスレスアドレッシング）に関する知識も合わせて学習していきましょう。

サブネットの利点と欠点、サブネットマスクの仕組みや使い方を説明します。

【保存版】サブネット・サブネットマスク徹底解説

# あなたのコンピュータ・ネットワークを守るポートスキャン対策

こちらの記事では、**ポートスキャン**について解説します。ポートスキャンという言葉から、サイバー攻撃を想像する方も多いのではないでしょうか？

悪いイメージが先行しそうですが、システムを開発する時や、システムに存在する脆弱性の有無を調査する時にポートスキャンは行われます。

## ポートスキャンとは

ポートスキャンとは、**port**(港、港湾)と**scan**(精査する、検査する)という意味の言葉の組み合わせです。ITの世界では、サーバーやネットワーク機器などに外部からツールなどを使用してパケットを送信し、その応答によって、**通信するために開放されているポート番号**(オープンポート)**を特定すること**を意味します。

![01.png](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/port-scan/01.png)

応答の内容によっては、開放されているポート番号だけではなく、動いているサービスのバージョンやOS、FW(ファイアウォール)によってフィルタリングされているポート番号なども特定することが可能です。

サイバー攻撃に使われるイメージの強いポートスキャンですが、本来のポートスキャンは攻撃を目的としたものではなく、サーバーやネットワークの管理者が、運用しているシステムに脆弱性やセキュリティ的な問題がないか、チェックを行う目的でポートスキャンは行われます。

### サイバー攻撃の事前調査として行われるポートスキャン

悪意ある攻撃者がポートスキャンを行う場合、サイバー攻撃を行うための事前調査として行います。

開放されているポート番号を把握できれば、どのようなプログラムが使われているのか推測されてしまいます。使われているプログラムが推測できれば、そのプログラムの脆弱性を突くにはどうしたら良いかを、攻撃者に考える隙を与えてしまいます。

22番ポートが開放されていることが分かれば、sshで何か攻撃を仕掛けよう、80番ポートが開放されているからhttp接続で、、、といった具合にサイバー攻撃を行うための事前調査を行われてしまうのです。

## ポート番号とは

ポート番号とは、OSI参照モデル第4層のトランスポート層で、0~65535番までの整数値の番号からなり、**コンピュータが通信先のどのプログラムと通信するかを判断するために利用する番号のこと**です。

OSI参照モデルについては以下リンクをご覧ください。

https://envader.plus/article/38

### ポート番号の役割

IPアドレスがあれば、ネットワーク上のコンピュータを一意に識別することはできます。しかし、そのコンピュータのどのプログラムと通信すれば良いかはIPアドレスだけでは分かりません。

コンピュータの中では非常にたくさんのプログラムが動いています。たくさんのプログラムが動いているコンピュータの中で、どのプログラムと通信するかを判断するためにポート番号が必要になります。

![参考:竹下隆史 村山公保 荒井 透 苅田幸雄 共著「マスタリングTCP/IP 入門編」、オーム社](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/port-scan/02.png)

参考:竹下隆史 村山公保 荒井 透 苅田幸雄 共著「マスタリングTCP/IP 入門編」、オーム社

郵便物に例えると、住所(**IPアドレス**)があればどの家まで郵便物(**データ**)を届ければ良いかは判断できます。しかし、その家に住む誰宛て(**プログラム**)に届けるべき郵便物なのかまでは、IPアドレスだけでは判断できません。

郵便物(**データ**)が誰宛て(**プログラム**)に送るべきものなのかは、宛名(**ポート番号**)がなければ判断できません。この宛名に該当するのがポート番号です。

IPアドレスについては以下リンクで解説しています。

https://envader.plus/article/51

## ウェルノウンポート番号とは

65535番までのポート番号のうち、0~1023番までがウェルノウンポート番号と呼ばれており、それぞれのサービスごとにあらかじめポート番号が決められていて、**IANA**(**I**nternet **A**ssigned **N**umbers **A**uthority)で管理されています。

以下、ウェルノウンポート番号の一部になります。

| ポート番号 | サービス | 用途 |
| --- | --- | --- |
| 20 | ftp-data | ファイル転送(データ本体) |
| 21 | ftp | ファイル転送(コントロール) |
| 22 | ssh | リモートログイン(セキュア) |
| 23 | telnet | リモートログイン |
| 25 | smtp | メール送信 |
| 53 | domain | 名前解決(DNS) |
| 80 | http | Web接続(www) |
| 101 | hostname | ホストの登録や情報の表示 |
| 443 | https | Web接続(セキュア) |

この表のように、SSHであれば22番を、HTTPであれば80番を使用するというように、使用するプロトコルごとにあらかじめ決められているポート番号のことを、ウェルノウンポート番号と呼びます。

紹介した以外のウェルノウンポート番号については、IANAの公式サイトで確認することができます。

https://www.iana.org/assignments/service-names-port-numbers/service-names-port-numbers.xhtml

## ポートスキャンで使用するツール

ポート番号は0~65535番まであり、この数を手作業で調べていくのは現実的ではありません。通常はポートスキャン用のツールを用いてスキャンを行います。代表的なツールの例として、NmapとNetcatをご紹介します。

### Nmap

まず、ポートスキャンを行う際に使用する代表的なツールとして、**Nmap**があります。

https://nmap.org/man/ja/index.html

Nmapは、ポートスキャンを行うことができるLinuxコマンドの一つです。非常に多機能なため、ポートスキャン以外にも、サービスのバージョン検知、OSのバージョン検知など様々な調査を行うことができます。

**注意点として、Nmapを使用する際、使用を許可されていないホストに対しては絶対に行わないでください**。不正アクセスなどに該当し、問題になる可能性があります。

NmapはDebian系のLinuxディストリビューションでは、標準パッケージとして用意されており、ダウンロードをせずに利用することが可能です。そのほかに関しては、ダウンロードをすることで利用が可能です。

ポートスキャンを行う際、Nmapでは65535番までのすべてのポートをスキャンするわけではなく、ランダムに1000個のポートをスキャンします。その際、どのポートをスキャンするかは分かりません。

Envaderでは、セキュリティ基礎コースにて安全に、簡単にNmapを体験できます。以下リンクよりご覧ください。

https://envader.plus/course/3/scenario/1063

### Netcat

NetcatはLinuxコマンドの一つで、TCPまたはUDPの通信を使ってコマンドラインからデータを送受信するコマンドです。コマンドを使用する際は、netcatではなく**nc**コマンドを使用します。

ncコマンドの使い方やインストール方法については、別記事にて解説しています。

https://envader.plus/course/16/scenario/1024

ncコマンドを使用すれば、簡単にクライアント・サーバシステムを構築できたり、Webサーバを立てたりすることが可能です。

## ポートスキャンで認識する状態(open,closed,filtered)

ここでは、Nmapを使用した場合に認識されるポートの状態を3つ、ご紹介します。

### open

文字通りポートが開いているため、通信を受け付けている状態です。多くの場合、ポートスキャンの一番の目的はこのopenポートを見つけることになるでしょう。

攻撃者であれば、このopenポートを発見し、その脆弱性を突くための計画の第一歩を踏み出します。

一方、システム管理者であれば、開発や運用を妨げないよう、ポート番号によってはファイアウォールなどを使用してセキュリティ対策を行う必要が出てきます。

### closed

closed状態は、Nmapのパケットがclosedのポートまで到達することができたが、通信を待ち受けているアプリケーションが存在しない(ポートがLISTEN状態ではない)状態です。

### filtered

ファイアウォールやパケットフィルタなどで、Nmapのパケットがポートまで到達できない状態です。情報がほとんど得られないため、Nmapではポートが開いているのか閉じているのか判断できない状態を意味します。

## ポートスキャンの種類

ポートスキャンは、その手法によって複数の種類に分けることができます。**IPA**(**独立行政法人情報処理推進機構**)でも、その種類の特徴が説明されています。

[https://www.ipa.go.jp/security/fy12/contents/crack/soho/soho.pdf#page=12&zoom=100,0,0](https://www.ipa.go.jp/security/fy12/contents/crack/soho/soho.pdf#page=12&zoom=100,0,0)

### TCPスキャン

 通信開始時に3ウェイハンドシェイクを行い、コネクションの確立を行います。スキャンしたサーバなどのログに記録されるため、ログ解析を行うことでポートスキャンを受けたかどうかを確認できます。

### SYNスキャン

TCPスキャンのように、コネクションの確立は行いません。3ウェイハンドシェイクのうち、SYNパケットのみを送信するため、**ハーフオープンスキャン**、**ステルススキャン**とも呼ばれます。

サーバからの返信がSYN/ACKだった場合はポートがLISTEN状態、RST/ACKだった場合ポートは非LISTEN状態と判断できます。通信途中の状態で放置されるため、相手のリソースを浪費させることが可能です。

### UDPスキャン

UDPを使ったポートスキャンで、ターゲットがUDPでサービスを稼働させているかを確認する方法です。

ターゲットにUDPパケットを送信し、応答がなければUDPを使うポートが稼働していると判断できます。「**ICMP Port Unreachable**」というメッセージが返ってくればUDPを使うポートは稼働していないと判断できます。

また、UDPの性質上、ネットワーク越しにスキャンを行う場合の信頼性は非常に低くなるとされています。

### FINスキャン

ターゲットに対して、接続終了を意味するFINパケットを送信する手法です。

FINパケットを受け取ったサーバで、サービスが稼働しているポートからは、RSTパケットが返ってきます。対して、サービスが稼働していないポートからは何も応答がありません。このようにして、稼働しているサービスがあるかどうかを判断することができます。

 接続終了を意味するFINパケットをいきなり送信することで、ターゲットへログを残さないようにすることができるため、SYNスキャンと同じステルススキャンに該当します。

### クリスマスツリースキャン

コネクションが確立していない状態で、FIN、URG、PSHの3つのパケットを送信する方法です。

SYNスキャン、FINスキャンと同じくステルススキャンに該当し、接続先へログを残すことはありません。

何も応答がない場合、対象のポートが開いていると判断でき、RSTパケットが返ってくれば、ポートが閉じていると判断できます。

## ポートスキャンへの対策

![03.jpg](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/port-scan/03.jpg)

ポートスキャンは攻撃を行うものではありませんが、悪意ある攻撃者からポートスキャンを受けた場合には、攻撃を仕掛けるための調査を行う事を許してしまいます。次に紹介するのは、攻撃者からのポートスキャンを防ぐための対策方法です。

### 公開する必要のないポートは閉じる

一般的に、Webサーバであれば80番や443番のポートは公開する必要がありますが、そのほかのポートは必要最低限のポートのみ公開するようにし、できるだけアクセスできる範囲を限定することで安全性を高めることができます。Nmapなどのポートスキャナを利用し、どのポートが開いているのかを把握し、公開しなくても良いポートであれば閉じます。

### 不要なサービスは停止する

起動する必要のないサービスは停止させておくことも対策の一つです。ポートスキャンにより、不要なサービスが稼働していることが判明してしまえば、そのサービスの脆弱性を突かれて攻撃を受ける可能性があります。

定期的にどのサービスが稼働しているのかを確認し、意図していないサービスが稼働していれば停止させることも必要です。

### WAFを導入する

WAF（**W**eb **A**pplication **F**irewall）は、HTTPやHTTPSを解釈して、各種の攻撃からWebサーバを守ってくれる装置のことです。ファイアウォールや、IDS/IPSで検知できないような攻撃にもWAFであれば検知できる場面も多いとされています。

WAFについては、以下の記事で解説しています。

https://envader.plus/article/21

## まとめ

今回はポートスキャンについて解説しました。

ポートスキャンはサーバーやネットワーク機器などに外部からパケットを送信し、その応答によって、通信するために開放されているポート番号を特定するというものです。ポートスキャンは本来システムを管理する目的で行うものです。

しかし、攻撃の調査目的で行われる場合もあるため、ポートスキャンを受けてサイバー攻撃の被害へと発展しないよう、しっかりと対策に努めましょう。

システムを開発する時や、システムに存在する脆弱性の有無を調査する時にポートスキャンは行われます。

あなたのコンピュータ・ネットワークを守るポートスキャン対策

# 【図解】MACアドレスの役割 MacOS, Windows11, iOSでの確認方法

MACアドレス（**M**edia **A**ccess **C**ontrol address）とは、ネットワーク上で通信を行うデバイスが持つ**識別子**のひとつで、意図的な変更を除き全世界で**一意**な番号です。

今回はMACアドレスの役割や端末別の確認方法について初心者向けに分かりやすく解説を行います。

## MACアドレスとは？

MACアドレスとはネットワーク（インターネット）に接続できる全ての機器に**製造段階**で割り当てられる**一意**な12桁の識別番号です。

MACアドレスは48ビットの識別子で0~9、A~Fの16進数で表されます。前半の24ビットはOUI（**O**rganizationally **U**nique **I**dentifier）と呼ばれ、メーカーごとに割り振られた**重複しない**番号になっています。OUIはIEEE（**I**nstitute of **E**lectrical and **E**lectronics **E**ngineers）が管理をしており[公式ページ](https://standards.ieee.org/products-programs/regauth/)でMACアドレスを入力することで製造メーカーを調べることができます。後半の24ビットは製造時に**メーカーが重複しないよう**に割り当てを行う管理番号です。この2つの識別番号の組み合わせによりネットワーク機器を特定します。

![01](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/01.jpeg)

## MACアドレスの役割

MACアドレスの役割は端的に言うと**宛先を特定**するために使われる識別番号です。イメージとして**電話番号**などをイメージしてもらえると分かりやすいと思います。家の電話番号のように1つの家庭には1つの電話番号があり、その電話番号で家庭を識別できます。同じように1つのコンピューター（通信機器）には1つのMACアドレスがあり、そのMACアドレスでコンピューターを識別することができます。MACアドレスはルーターやコンピューター、家庭用ゲーム機などインターネットに接続される機器全てに割り振られています。

### OSI参照モデルから見るMACアドレス

もう少し踏み込んで解説を行います。コンピューターネットワークで利用されている多数のプロトコルについて、それぞれの役割を分類して7つの階層（レイヤー）に分けたものを**OSI参照モデル**といいます。このOSI参照モデルのレイヤ2（第二層）に**データリンク層**があり、データリンク層では**物理的に隣接するノードと正確に通信を行うためのルール**が定められています。この通信の際に「どこからどこに、伝送するデータなのか」を判断するために用いられるのが**MACアドレス**になります。

代表的なデータリンク層のプロトコルとして、Ethernet（イーサネット）が挙げられますが、Ethernetではコンピューター同士が通信を行うには**宛先MACアドレス**と**送信元MACアドレス**が必要になります。この宛先MACアドレスと自分のMACアドレスが一致する場合のみ送られてきたデータを受け取ることができ、それ以外のMACアドレスはデータを破棄します。

MACアドレスは第二層のデータリンク層で**物理的に隣接する機器同士の通信**に用いられ、インターネット越しの通信に関しては**第三層のネットワーク層**にあたる**IPアドレス**が別途必要になるため混同しないよう注意しましょう。

OSI参照モデルについての詳しい解説は[こちら](https://envader.plus/article/38)の記事をご覧ください。

![02](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/02.jpeg)

## MacOSでの確認方法

MacOSでMACアドレスを確認する方法は以下です。

### 1. システム設定を開く

デスクトップでシステム設定を開きます。

![03](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/03.png)

### 2. Wi-Fiを選択する

検証環境のMacBook AirにはLANケーブル挿入口がなく、EthernetアダプタがないためWi-Fiを選択し、**詳細**を選択します。

![04](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/04.png)

### 3. ハードウェアを選択

Wi-Fiの詳細が表示されたら**ハードウェア**を選択します。

![05](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/05.png)

### 4. MACアドレス確認

以上でワイヤレスネットワーク用のMACアドレスが確認いただけます。

![06](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/06.png)

## Windows11での確認方法

Windows11でMACアドレスを確認する方法は以下です。

### 1. 設定を開く

スタートメニューを右クリックし、設定を開きます。

![07](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/07.png)

### 2. ネットワークとインターネット

左の項目からネットワークとインターネットを開きます。

![08](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/08.png)

### 3. Ethernet

イーサネットを表示し、スクロールを行うとMACアドレスが確認できます。

![09](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/09.png)

## スマートフォン（iOS）での確認方法

iOS（iPhone）端末でのMACアドレスの確認方法は以下です。

### 1. 設定を開く

ホーム画面より**設定**を開きます。

![10](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/10.png)

### 2. 一般設定を開く

項目の中から**一般設定**を選択します。

![11](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/11.png)

### 3. 情報を開く

一番上にある**情報**を開きます。

![12](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/12.png)


### 4. MACアドレス確認

表示される**Wi-Fiアドレス**がMACアドレスになります。

![13](https://storage.googleapis.com/envader-article-images/mac-address/13.png)

## まとめ

MACアドレスとは、ネットワーク上で通信を行うデバイスが持つ**識別子**で意図的な変更を除き全世界で**一意**な番号になります。

MACアドレスはインターネットに接続できる全ての製品に**製造時**に割り当てられ、48ビットの識別子で０〜９、A〜Fの16進数で表されます。主な役割は**OSI参照モデル**の第二層である、**データリンク層**において、**隣接したノード間**のデータの送信元と宛先を識別するために使用されます。インターネット越しの通信に関しては**第三層のインターネット層**にあたる**IPアドレス**が別途必要になるため混同しないように気をつけましょう。

普段インターネットを使う際に意識をしない部分ではありますが、インターネットに繋がる全ての機器には必ず**一意のMACアドレス**が与えられているため、確認法法を参考に自身のMACアドレスを調べてみましょう。

今回はMACアドレスの役割や端末別の確認方法について初心者向けに分かりやすく解説を行います。

【図解】MACアドレスの役割 MacOS, Windows11, iOSでの確認方法

# 【図解】MACアドレスとIPアドレスの違いとは？どちらも通信に欠かせない理由

ネットワークの仕組みについて勉強をしていると出てくる**MACアドレス**と**IPアドレス**ですが、どちらも同じ**アドレス**です。では、どちらか片方を有しているとインターネット通信が行えるのか？というとそうではなく、**両者とも必要**となってきます。

MACアドレスとIPアドレスの**役割の違い**について理解することができれば、なぜインターネット通信において両者が必要となってくるのかが理解できるため、今回は**MACアドレスとIPアドレスの違い**について解説を行います。

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## MACアドレスとは？

MACアドレス（**M**edia **A**ccess **C**ontrol Address）とは**OSI参照モデルの第二層**にあたる、物理的に隣接する機器同士の通信を行うためにデバイス製造時に割り当てられる**一意の識別子**です。

メーカーごとに**一意**に割り当てられた24ビットの**OUI**（ベンダコード）とベンダ（メーカー）が重複しないように管理を行う24ビットの**ベンダ管理番号**の計48ビットで構成されており、0~9、A~Fの16進数で表されます。このOUIはアメリカ合衆国に拠点を置く**IEEE**（アイ・トリプル・イー）が管理をしており、公式ページの[Search for an Assignment](https://regauth.standards.ieee.org/standards-ra-web/pub/view.html#registries)からMACアドレスを入力することで製造メーカーを調べることができます。

OS別のMACアドレスの確認方法については以下の記事で解説されています。

[https://envader.plus/article/92](https://envader.plus/article/92)

## IPアドレスとは？

IPアドレス（**I**nternet **P**rotocol Address）とは**OSI参照モデルの第三層**にあたる、インターネット通信を行う際に機器を識別するために割り振られる**識別子**です。

現在IPアドレスには「IPv4」と「IPv6」の2つのバージョンが存在します。**IPv4**は1983年頃から使用され、約43億個のIPアドレスが使用できます。しかし、近年の急速なモバイル機器などの普及により既にほぼすべてのIPアドレスが割り当てられ、新たに割り当てることができない**IPv4の枯渇**が問題となりました。この問題を回避するために作られたのが**IPv6**でIPv6では43億個の4乗である**約340澗個**のIPアドレスが使用できるようになりました。ですが、IPv4とIPv6では仕様の違いなどから普及が進んでおらず、現在もIPv4が主流となっています。そのため枯渇を緩和させるために行われているのが**グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの使い分け**です。

## グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの違い

IPアドレスには**グローバルIPアドレス**と**プライベートIPアドレス**が存在します。両者の違いについて解説を行います。

### グローバルIPアドレス

グローバルIPアドレスとは**対インターネットで通信を行う際に使われる識別子**です。

全世界で**一意**となり重複することはなく、Webサイトを閲覧するなどインターネット接続をする際に**必ず必要**となります。言い換えるとグローバルIPアドレスがない場合はインターネット接続は行えません。一般的にグローバルIPアドレスは回線を契約した際に**プロバイダー**から割り当てられます。

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### プライベートIPアドレス

プライベートIPアドレス（またはローカルIPアドレス）は**ローカルネットワーク内で使われる識別子**です。

一般家庭での使用を例にあげると、3人家族の家庭でプロバイダーと1回線の契約を行います。この時プロバイダーから割り当てられる**グローバルIPアドレス**は1つですが、この家庭では1人1台のPCを持っており、3台全てをインターネット接続しなければなりません。ですが、先ほど説明した通りインターネットで通信を行う際は重複しない一意のグローバルIPアドレスが必要となるため、**3つのグローバルIPアドレス**が必要となり、グローバルIPアドレス（IPv4）が枯渇してしまいます。

この時使われるのが**プライベートIPアドレス**です。グローバルIPアドレスを1つの**ルーター**に割り当てます。そして3台のPCはこのルーターと**プライベートIPアドレス**を使用して通信を行い、ルーター経由でインターネット接続を行います。これにより、1つのグローバルIPアドレスで3台のPCをインターネットへ接続することが可能になります。言い換えるとプライベートIPアドレスは**対ルーターで通信を行う際に使われる識別子**といえます。

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## MACアドレスとIPアドレスの違い

MACアドレスは**物理的に隣接する機器同士の通信を行うため**にデバイスの製造時に割り当てられる**一意の識別子**で、IPアドレスは**インターネット通信を行う際に機器を識別するため**にプロバイダー契約時に割り振られる**一意の識別子**という事が分かりました。

両者の違いが分かった所でインターネット通信において、なぜどちらも必要なのかについて解説を行います。

### IPアドレスの役割

IPアドレスは**インターネット通信を行う際に機器を識別するため**の識別子です。

インターネット通信を物流に例えるとIPアドレスは**住所**にあたり、**最終目的地**を表します。PC1からPC2へデータを送りたい場合に発送元である自身の住所（IPアドレス）とお届け先であるPC2の住所（IPアドレス）が必要となります。お届け先であるIPアドレスがあるならMACアドレスは必要ないのでは？と思いますが、これだけでは通信を行えません。

先ほどの物流で例えると送りたい荷物をA支店へ預けてもA支店が直接PC2の自宅へ荷物を届けてくれる訳ではなく、A支店からPC2の最寄りであるB支店へ荷物の**中継**を行ってから自宅へ配送するためです。

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### MACアドレスの役割

MACアドレスは**物理的に隣接する機器同士の通信を行うため**の識別子です。

インターネット通信では相手のネットワーク機器と直接接続されている訳ではなく、いくつも中継を行って通信をしています。この中継を行う上で必要となるのが**MACアドレス**であり、MACアドレスは**経由地**を表します。先ほどの物流で例えた際の荷物を運んでくれる**支店**がMACアドレスにあたります。

そのため通信の際に**発送元とお届け先であるIPアドレスは変わらない**のに対し、**経由地点のMACアドレスは更新されながら**荷物（データ）が届けれられます。

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## まとめ

IPアドレスは**インターネット通信を行う際に機器を識別するため**の識別子であり、MACアドレスは**物理的に隣接する機器同士の通信を行うため**の識別子です。

インターネット通信を行う上でIPアドレスはデータを届けるための**最終目的地**の役割があり、MACアドレスには荷物を届けるための**中継地点**の役割があります。そのためどちらか片方では通信を確立することができず、インターネット通信においてIPアドレスとMACアドレスはどちらも**必要**になります。エンジニアを目指す上で通信技術の基礎知識は必須となるため、役割の違いなど様々な観点から考察を行い、楽しく学びましょう。

MACアドレスとIPアドレスの役割の違いについて理解することができれば、なぜインターネット通信において両者が必要となってくるのかが理解できます。

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