ネットワーク基礎

1. ネットワークとは

複数のコンピュータを通信回線でつないだシステムのことです。
ネットワークの種類は大きく分けて「LAN」と「WAN」の2つに分類されます。

LAN (Local Area Network)

社内や学校内、家庭内など、限られた範囲内で構築された小規模なネットワークのこと。

例）
・会社の中で構築されたネットワーク
・自宅のWi-Fi環境

WAN (Wide Area Network)

遠く離れた拠点同士を結ぶなど、広範囲にわたって構築された大規模なネットワークのこと。
インターネットもWANの一種です。

例）
・「東京の本社」と「大阪の支店」のLAN同士をつなぐ

LANとWANの境目は？
「電気通信事業者が設置した通信回線を使うか否か」にあります。
通信事業者（NTTやKDDIなど）の回線を使ってつなぐネットワークがWANになります。

2. ネットワーク機器

ネットワークを構築するためには、以下のような機器が必要です。


ハブ
ハブ (Hub)

複数のコンピュータを接続するための機器です。
ハブには複数の「ポート（差込口）」があり、各ポートにコンピュータを接続して、同じネットワーク（LAN）内の通信を中継します。


ルーター
ルーター (Router)

異なるネットワーク同士を接続するための機器です。
例えば、「社内LAN」と「インターネット（WAN）」をつないだり、「東京本社のLAN」と「大阪支店のLAN」をつなぐ場合に必要になります。

ハブの役割
複数のコンピュータ同士の接続
ルーターの役割
異なるネットワーク(LANやWAN)同士の接続

3. デフォルトゲートウェイ

他のネットワークへの出入口の役割を担っている機器（ルーター）のことです。


家庭内のPC
玄関口
デフォルトゲートウェイ
（ルーター）

インターネット

家庭内のネットワークから他のネットワーク（インターネットなど）へアクセスする際に必ず通る場所です。
家でいうところの「玄関口」のような役割を果たします。

4. 接続方法と技術

ネットワークへのつなぎ方は大きく分けて「有線」と「無線」の2つがあります。

有線接続

ケーブルを使ってネットワークに接続する方法です。
規格としては、Ethernet（イーサネット）が一般的です。

イーサネットとは？
IEEE（米国電気電子学会）が定めた有線LANの規格の一つで、現在世界中で最も普及しています。
無線接続

電波（無線）を使ってネットワークに接続する方法です。
規格としては、Wi-Fi（ワイファイ）が一般的です。

ESSIDとは？
無線LANネットワークの識別子（名前）です。
※ESSIDステルス：名前を隠して一覧に表示させない機能。
便利な接続技術
PoE (Power over Ethernet)

LANケーブルを通じて電力を供給する技術です。
コンセントがない天井の監視カメラや無線アクセスポイントの設置に便利です。

PLC (Power Line Communication)

家庭内の「電気配線（コンセント）」を利用してデータ通信を行う技術です。
新たにLANケーブルを敷設しなくてもLANを構築できます。

過去問演習（ネットワーク基礎）

平成30年秋期 問91

WANの説明として，最も適切なものはどれか。

  • インターネットを利用した仮想的な私的ネットワークのこと
  • 国内の各地を結ぶネットワークではなく，国と国を結ぶネットワークのこと
  • 通信事業者のネットワークサービスなどを利用して，本社と支店のような地理的に離れた地点間を結ぶネットワークのこと
  • 無線LANで使われるIEEE802.11規格対応製品の普及を目指す業界団体によって，相互接続性が確認できた機器だけに与えられるブランド名のこと
平成31年春期 問58

PC1をインターネットに接続するための設定を行いたい。PC1のネットワーク設定項目の一つである"デフォルトゲートウェイ"に設定するIPアドレスは，どの機器のものか。

平成31年春期 問58 図
  • ルータ
  • ファイアウォール
  • DHCPサーバ
  • プロキシサーバ
令和元年秋期 問77

無線LANに関する記述のうち，適切なものはどれか。

  • アクセスポイントの不正利用対策が必要である。
  • 暗号化の規格はWPA2に限定されている。
  • 端末とアクセスポイント間の距離に関係なく通信できる。
  • 無線LANの規格は複数あるが，全て相互に通信できる。
令和2年秋期 問88

無線LANに関する記述のうち，適切なものだけを全て挙げたものはどれか。

  • a. 使用する暗号化技術によって，伝送速度が決まる。
  • b. 他の無線LANとの干渉が起こると，伝送速度が低下したり通信が不安定になったりする。
  • c. 無線LANでTCP/IPの通信を行う場合，IPアドレスの代わりにESSIDが使われる。
  • a,b
  • b
  • b,c
  • c
平成31年春期 問83

PoEの説明として，適切なものはどれか。

  • LANケーブルを使って電力供給する技術であり，電源コンセントがない場所に無線LANのアクセスポイントを設置する場合などで利用される。
  • 既設の電気配線を利用してLANを構築できる技術であり，新たにLANケーブルを敷設しなくてもよい。
  • グローバルアドレスとプライベートアドレスを自動的に変換して転送する技術であり，社内LANとインターネットとの境界部で使われる。
  • 通信速度や通信モードを自動判別する技術であり，異なるイーサネット規格が混在しているLAN環境で，ネットワーク機器の最適な通信設定を自動的に行える。
令和5年度 問87

IoTエリアネットワークでも用いられ，電気を供給する電力線に高周波の通信用信号を乗せて伝送させることによって，電力線を伝送路としても使用する技術はどれか。

  • PLC
  • PoE
  • エネルギーハーベスティング
  • テザリング

通信プロトコル

1. 通信プロトコルとは

コンピュータ同士が通信する際に守るべき「約束事」や「ルール」のことです。
メーカーが違っても通信できるのは、共通のプロトコル（言語のようなもの）を使っているからです。

日本語 ドイツ語
通じない
英語 英語
共通のルール（プロトコル）なら通じる！

2. 主なプロトコル

電子メールのプロトコル
SMTP

メールを送信するためのプロトコル。
（Simple Mail Transfer Protocol）

POP (POP3)

メールをサーバから受信（ダウンロード）するためのプロトコル。
（Post Office Protocol）

IMAP

メールをサーバ上で閲覧・管理するためのプロトコル。
複数の端末で見ても既読状態などが同期される。

その他のプロトコル
FTP
File Transfer Protocol。
ファイルを転送するためのプロトコル。Webサイトのアップロードなどに使われます。
NTP
Network Time Protocol。
コンピュータの時刻同期を行うためのプロトコル。

過去問演習（通信プロトコル）

平成30年秋期 問57

Webメールに関する記述①～③のうち，適切なものだけを全て挙げたものはどれか。

  1. Webメールを利用して送られた電子メールは，Webブラウザでしか閲覧できない。
  2. 電子メールをPCにダウンロードして保存することなく閲覧できる。
  3. メールソフトの代わりに，Webブラウザだけあれば電子メールの送受信ができる。
  • 1,2
  • 1,2,3
  • 1,3
  • 2,3
令和3年度 問84

PCにメールソフトを新規にインストールした。その際に設定が必要となるプロトコルに該当するものはどれか。

  • DNS
  • FTP
  • MIME
  • POP3
平成30年秋期 問88

コンピュータの内部時計を，基準になる時刻情報をもつサーバとネットワークを介して同期させるときに用いられるプロトコルはどれか。

  • FTP
  • NTP
  • POP
  • SMTP

インターネットの仕組み

1. IPアドレスとポート番号

IPアドレス

インターネット上の住所にあたる識別番号です。世界中で一意である必要があります。
例：192.168.1.1

ポート番号

IPアドレスが「住所（マンション）」なら、ポート番号は部屋番号です。
「Webサイトを見たい（80番）」「メールを送りたい（25番）」など、どのアプリケーションと通信するかを識別します。

MACアドレス

ネットワーク機器（NIC）に製造時に割り当てられる固有の識別番号です。
例：00:1A:2B:3C:4D:5E

2. ドメイン名とDNS

数字だけのIPアドレス（13.124...）は覚えにくいため、人間用につけた名前がドメイン名（例: google.com）です。
この「ドメイン名」と「IPアドレス」を変換・対応付けしてくれるシステムをDNS (Domain Name System)といいます（インターネットの電話帳のような役割）。

ユーザー「google.comに行きたい」

DNSサーバ「それは 142.250.x.x だよ」

Webサーバ（142.250.x.x）にアクセス！

URL (Uniform Resource Locator) は、ドメイン名に加えて「ファイルの場所」まで指定したアドレスです。

3. IPv6

現在主流のIPv4（32ビット、約43億個）ではアドレスが足りなくなってきたため作られた新規格です。
IPv6は128ビットで構成され、ほぼ無限の数のIPアドレスを使えます。

4. グローバルIP / プライベートIP / NAT

種類 説明
グローバルIPアドレス インターネットに直接接続できるアドレス。世界中で一意。
プライベートIPアドレス 社内や家庭内（LAN）だけで使えるアドレス。LAN内で一意ならOK。
NAT (Network Address Translation)

プライベートIPアドレスのままではインターネットに出られません。
ルーターなどが持つ「グローバルIPアドレス」に変換して通信する技術をNATといいます。

DHCP

LAN内のコンピュータに、IPアドレスなどの設定情報を自動的に割り当てるプロトコルです。手動設定の手間やミスを防ぎます。

なぜ使い分けるの？
1. IPアドレスが足りなくなったから (IPv4枯渇問題)

グローバルIPアドレス(IPv4)は約43億個しかありませんが、世界の人口は約80億人。一人でスマホ、PC、ゲーム機など複数台持つ現代では全く足りません。
そこで、LAN内では「プライベートIP」を使い、インターネットに出るときだけ「代表のグローバルIP」を使うことで節約しています。

会社の電話に例えると...
社外からの連絡先 代表電話番号
(03-xxxx-xxxx)
グローバルIP

交換機(NAT)
社内の呼び出し 内線番号
(内線 201, 202...)
プライベートIP

「社員100人が、たった1つの代表番号を共有して外と電話する」のと同じ仕組みです。

2. セキュリティのため (防犯)

それぞれのPCがグローバルIPアドレスを直接持っていると、世界中から直接アクセスできてしまい危険です（住所がバレている状態）。
ルーターのIPアドレスだけを公開し、内部のPCを隠すことで、外部からの直接攻撃を防ぐ「防犯」の役割も果たしています。

過去問演習（インターネットの仕組み）

令和2年秋期 問67

TCP/IPにおけるポート番号によって識別されるものはどれか。

  • LANに接続されたコンピュータや通信機器のLANインタフェース
  • インターネットなどのIPネットワークに接続したコンピュータや通信機器
  • コンピュータ上で動作している通信アプリケーション
  • 無線LANのネットワーク
令和6年度 問71

インターネットで使用されているドメイン名の説明として，適切なものはどれか。

  • Web閲覧や電子メールを送受信するアプリケーションが使用する通信規約の名前
  • コンピュータやネットワークなどを識別するための名前
  • 通信を行うアプリケーションを識別するための名前
  • 電子メールの宛先として指定する相手の名前
令和3年度 問98

インターネットで用いるドメイン名に関する記述のうち，適切なものはどれか。

  • ドメイン名には，アルファベット，数字，ハイフンを使うことができるが，漢字，平仮名を使うことはできない。
  • ドメイン名は，Webサーバを指定するときのURLで使用されるものであり，電子メールアドレスには使用できない。
  • ドメイン名は，個人で取得することはできず，企業や団体だけが取得できる。
  • ドメイン名は，接続先を人が識別しやすい文字列で表したものであり，IPアドレスの代わりに用いる。
令和2年秋期 問75

PCに設定するIPv4のIPアドレスの表記の例として，適切なものはどれか。

  • 00.00.11.aa.bb.cc
  • 050-1234-5678
  • 10.123.45.67
  • http://www.example.co.jp/
平成31年春期 問57

DNSの機能に関する記述のうち，適切なものはどれか。

  • IPアドレスとMACアドレスを対応付ける。
  • IPアドレスとドメイン名を対応付ける。
  • IPアドレスを利用してパケット転送の経路を選択する。
  • アナログ信号とデジタル信号を相互に変換する。
令和4年度 問73

膨大な数のIoTデバイスをインターネットに接続するために大量のIPアドレスが必要となり，IPアドレスの長さが128ビットで構成されているインターネットプロトコルを使用することにした。このプロトコルはどれか。

  • IPv4
  • IPv5
  • IPv6
  • IPv8
平成31年春期 問61

ネットワークに関する次の記述中のa～cに入れる字句の適切な組合せはどれか。
建物内などに設置される比較的狭いエリアのネットワークを [ a ] といい，地理的に離れた地点に設置されている [ a ] 間を結ぶネットワークを [ b ] という。一般に，[ a ] に接続する機器に設定するIPアドレスには，組織内などに閉じたネットワークであれば自由に使うことができる [ c ] が使われる。

  • a:LAN, b:WAN, c:グローバルIPアドレス
  • a:LAN, b:WAN, c:プライベートIPアドレス
  • a:WAN, b:LAN, c:グローバルIPアドレス
  • a:WAN, b:LAN, c:プライベートIPアドレス
令和元年秋期 問65

NATに関する次の記述中のa，bに入れる字句の適切な組合せはどれか。
NATは，職場や家庭のLANをインターネットヘ接続するときによく利用され，[ a ] と [ b ] を相互に変換する。

  • a:プライベートIPアドレス, b:MACアドレス
  • a:プライベートIPアドレス, b:グローバルIPアドレス
  • a:ホスト名, b:MACアドレス
  • a:ホスト名, b:グローバルIPアドレス

インターネットサービス

1. 電子メールの宛先

メールを送信する際、相手によって宛先の設定（To, Cc, Bcc）を使い分けます。

設定 役割 他の受信者から見える？
To 「あなたに送ります」。返信や処理を必要とする人。 全員から見える
Cc 「念のため見ておいてください」。上司や関係者など。 全員から見える
Bcc 「こっそり送ります」。お互いに面識のない複数の顧客など。 他の受信者には見えない

※Bcc (Blind Carbon Copy) に設定したメールアドレスは、ToやCcの人、他のBccの人には表示されません。
一斉送信時の個人情報漏洩防止に使われます。

2. Web (RSS / Cookie)

RSS

Webサイトの見出しや要約などを記述するフォーマット（書式）です。

メリット：
RSSリーダー（SmartNews, Gunosyなど）を使うと、複数のサイトの更新情報をまとめてチェックできます。いちいちサイトを巡回する必要がなくなります。
Cookie (クッキー)

ユーザーのブラウザにWebサーバからの情報を一時的に保存する仕組みです。

利用例：
  • 会員サイトに「ログインしたまま」にする
  • ショッピングサイトの「買い物かご」の中身を保持する

3. 通信サービス

MVNO
Mobile Virtual Network Operator
他社（ドコモ、au、ソフトバンクなど）の無線通信インフラを借りて、格安で通信サービスを提供する事業者。「格安スマホ」とも呼ばれます。
FTTH
Fiber To The Home
光ファイバを家庭まで引き込んだ通信サービス。高速で安定しています。
テザリング
スマートフォンなどの通信端末をモバイルルーターのように利用して、PCやゲーム機などをインターネットに接続する機能です。

4. IoTとネットワーク

BLE (Bluetooth Low Energy)

省電力に特化したBluetooth通信。ボタン電池1つで長時間稼働できるため、ウェアラブル機器やIoTセンサーなどに適しています。通信距離は短め。

LPWA (Low Power Wide Area)

省電力で広範囲（数km〜数十km）の通信ができる無線通信技術。スマートメーターや農業用センサーなどに利用されます。

エッジコンピューティング

IoT機器の近く（エッジ）にサーバを配置してデータ処理を行う技術です。


IoT機器

近い！
エッジサーバ
(ここで処理)

結果のみ送信

クラウド

物理的に距離が近いため、通信遅延が少なくなり、応答速度（レスポンス）が速くなるメリットがあります。また、クラウドへの通信量を減らす効果もあります。

過去問演習（インターネットサービス）

令和6年度 問96

Aさんは次のように宛先を指定して電子メールを送信した。この電子メールの受信者に関する記述のうち，適切なものだけを全て挙げたものはどれか。

〔宛先〕
To：Bさんのメールアドレス
Cc：Cさんのメールアドレス
Bcc：Dさんのメールアドレス，Eさんのメールアドレス
(1) CさんはDさんのメールアドレスを知ることができる。
(2) DさんはCさんのメールアドレスを知ることができる。
(3) EさんはDさんのメールアドレスを知ることができる。
  • (1)
  • (1)，(3)
  • (2)
  • (2)，(3)
令和7年度 問64

WebサイトなどでRSSの表記を見かけることがある。このRSSの説明として，適切なものはどれか。

  • Webページの統一的なデザインやレイアウトを定義するための規格
  • Webページの見出しやリンク，要約などを記述するフォーマット
  • ネットワーク上にブックマークを登録することによって，利用価値の高いWebサイト情報を他の利用者と共有するサービス
  • ブラウザとWebサーバ間で，データを暗号化して安全に送受信するためのプロトコル
令和3年度 問93

ブログのサービスで使用されるRSSリーダーが表示する内容として，最も適切なものはどれか。

  • ブログから収集した記事の情報
  • ブログにアクセスした利用者の数
  • ブログに投稿した記事の管理画面
  • ブログ用のデザインテンプレート
令和6年度 問61

cookieを説明したものはどれか。

  • Webサイトが，Webブラウザを通じて訪問者のPCにデータを書き込んで保存する仕組み又は保存されるデータのこと
  • Webブラウザが，アクセスしたWebページをファイルとしてPCのハードディスクに一時的に保存する仕組み又は保存されるファイルのこと
  • Webページ上で，Webサイトの紹介などを目的に掲載されている画像のこと
  • ブログの機能の一つで，リンクを張った相手に対してその旨を通知する仕組みのこと
令和3年度 問80

IoTデバイス，IoTゲートウェイ及びIoTサーバで構成された，温度・湿度管理システムがある。IoTデバイスとその近傍に設置されたIoTゲートウェイとの間を接続するのに使用する，低消費電力の無線通信の仕様として，適切なものはどれか。

  • BLE
  • HEMS
  • NUI
  • PLC
令和3年度 問92

IoT機器からのデータ収集などを行う際の通信に用いられる，数十kmまでの範囲で無線通信が可能な広域性と省電力性を備えるものはどれか。

  • BLE
  • LPWA
  • MDM
  • MVNO
令和5年度 問71

IoTシステムにおけるエッジコンピューティングに関する記述として，最も適切なものはどれか。

  • IoTデバイスの増加によるIoTサーバの負荷を軽減するために，IoTデバイスに近いところで可能な限りのデータ処理を行う。
  • 一定時間ごとに複数の取引をまとめたデータを作成し，そのデータに直前のデータのハッシュ値を埋め込むことによって，データを相互に関連付け，改ざんすることを困難にすることによって，データの信頼性を高める。
  • ネットワークの先にあるデータセンター上に集約されたコンピュータ資源を，ネットワークを介して遠隔地から利用する。
  • 明示的にプログラミングすることなく，入力されたデータからコンピュータが新たな知識やルールを獲得できるようにする。
学習を完了する