会社のパソコンも家のスマホもインターネットにつながってますけど、中はどうなってるんですか？
まずは「近くのネットワーク」と「遠くとつなぐネットワーク」を分けて考えるのがコツだよ。郵便にたとえると、ぐっとわかりやすくなるんだ。
LANとWAN ― 社内便と郵便局
ネットワークは、カバーする範囲によって大きく2つに分けられます。
- LAN（Local Area Network）：家の中、オフィスのフロア、学校の敷地など、限られた範囲の機器を結ぶネットワーク。自分たちで機器を用意して作る
- WAN（Wide Area Network）：東京本社と大阪支社のように、離れた場所にあるLAN同士を結ぶネットワーク。電話会社などの通信事業者の回線を借りて作る
会社の中で書類を回すときは 社内便（LAN）を使います。別の都市の支社に送るときは、郵便局（WAN）に頼みますよね。社内便は自分たちで運用し、郵便は外部のサービスを利用する、という違いもそっくりです。
世界中のネットワークを相互につないだ巨大なネットワークが インターネット です。家庭や会社のLANは、ISP（インターネットサービスプロバイダ） と契約することでインターネットにつながります。
| LAN | WAN | |
|---|---|---|
| 範囲 | 建物・敷地の中など狭い範囲 | 都市間など広い範囲 |
| 回線 | 自分たちで敷設・管理 | 通信事業者の回線を借りる |
| 例 | 家庭のWi-Fi、オフィスのネットワーク | 本社と支社を結ぶ専用線、VPN |
Local ＝ 地元・近所、Wide ＝ 広い。「LANは近所、WANは広域」と覚えよう。
機器を見分けるカギ ― 「何を見て届けるか」
ネットワーク機器の違いは、データを届けるときに何を手がかりにするか で整理するとすっきりします。手がかりになる住所は2種類あります。
- MACアドレス：ネットワークにつなぐ部品（NIC、ネットワークインタフェースカード）ごとに、製造時に割り当てられる番号。48ビットで、「機器そのものの背番号」にあたる
- IPアドレス：ネットワーク上での住所。どのネットワークのどの機器かを表す（詳しくは「IPアドレスとDNS」の単元で学びます）
住所が2つもあるんですか？
社内便なら「〇〇さんの席」がわかれば届くよね。これがMACアドレス。でも別の都市に送るなら「〇〇市〇〇町」という住所が必要になる。これがIPアドレスなんだ。
ハブとスイッチ ― LANの中で配る
LANの中で、複数のPCをケーブルでつなぐ集線装置が ハブ です。ハブには2種類あります。
- リピータハブ：受け取ったデータを、接続しているすべてのポート（差し込み口）にそのまま送る。宛先は見ない
- スイッチングハブ（レイヤ2スイッチ、L2スイッチ）：宛先のMACアドレスを見て、その機器がつながるポートにだけ送る。どのポートにどのMACアドレスの機器がいるかを学習して覚えている
スイッチングハブは無駄な通信を流さないので、ネットワーク全体が混雑しにくく、関係のない機器にデータが届かない点でも安心です。現在、オフィスや家庭で「ハブ」と呼ばれる機器のほとんどはスイッチングハブです。
ルータ ― ネットワークとネットワークの間をつなぐ
ルータ は、異なるネットワーク同士をつなぐ 機器です。受け取ったデータの 宛先IPアドレス を見て、どの経路で送れば目的地に近づくかを選びます。この経路選択を ルーティング といいます。
ルータは 郵便局 のような存在です。手紙の住所（IPアドレス）を見て、「この手紙は大阪方面の便に載せよう」と次の行き先を決めます。手紙はいくつもの郵便局を経由しながら、宛先に近づいていきます。
PCは、自分と同じLAN内の相手ならスイッチ経由で直接送りますが、LANの外の相手に送るときは、まず LANの出入口になっているルータ に渡します。この出入口のことを デフォルトゲートウェイ といい、PCのネットワーク設定で指定します。
家庭のルータは、インターネットへの出入口になるだけでなく、スイッチやWi-Fiのアクセスポイントの機能を1台にまとめているものがほとんどです。
その他の機器
- リピータ：弱くなった電気信号を増幅して、ケーブルを延長する。宛先は見ない
- ブリッジ：LAN同士を、MACアドレスを見て中継する。スイッチングハブの原型
- L3スイッチ（レイヤ3スイッチ）：スイッチにルータの機能（IPアドレスによる中継）を持たせた機器。社内LANを部署ごとに分けるときなどに使う
- ゲートウェイ：通信の約束事（プロトコル）が異なるネットワーク同士を、変換してつなぐ機器・ソフトウェア
- ONU（光回線終端装置）：光ファイバの光信号と、機器で扱う電気信号を相互に変換する。光回線を引くと設置される
- モデム：電話回線などのアナログ信号とデジタル信号を相互に変換する
機器の比較
ネットワークの機能は、OSI基本参照モデル という7つの階層（層）で整理されます（詳しくは「TCP/IPとプロトコル」の単元で扱います）。各機器が「どの層で働くか」は試験でよく問われます。
| 機器 | 働く層（OSI） | 見る情報 | 役割 |
|---|---|---|---|
| リピータ、リピータハブ | 第1層（物理層） | 見ない | 信号を増幅・中継する |
| ブリッジ、L2スイッチ | 第2層（データリンク層） | MACアドレス | 同じLAN内で宛先にだけ届ける |
| ルータ、L3スイッチ | 第3層（ネットワーク層） | IPアドレス | 異なるネットワーク間で経路を選ぶ |
| ゲートウェイ | 第4層以上 | プロトコル全体 | 異なるプロトコルを変換する |
「ハブ」と「スイッチ」は名前が似ていますが、宛先を見るかどうか が決定的な違いです。「全ポートに送る」ならリピータハブ、「MACアドレスで宛先のポートにだけ送る」ならスイッチングハブ（L2スイッチ）です。
試験に出るポイント
- LAN ＝ 建物・敷地内の限られた範囲、WAN ＝ 通信事業者の回線で離れた拠点を結ぶ
- リピータ（ハブ） は第1層：信号を中継するだけ（リピータハブは全ポートへ送る）
- L2スイッチ（スイッチングハブ）・ブリッジ は第2層：MACアドレスで中継
- ルータ は第3層：IPアドレスで経路を選ぶ（ルーティング）。異なるネットワーク同士をつなぐ
- デフォルトゲートウェイ ＝ LANの外へ出るときの出入口（ルータ）
- ONU は光信号と電気信号の変換、モデム はアナログとデジタルの変換