ネットワークとは何か？LAN・WAN・インターネットとOSI参照モデルの仕組みをわかりやすく解説

「ネットワークって難しそう」「IPアドレスは聞いたことあるけど仕組みがよくわからない」——この記事ではネットワークの基礎中の基礎、LAN・WAN・インターネットの仕組みをエンジニア初心者向けにわかりやすく解説します。Linuxサーバーを扱うエンジニアにとって、ネットワークの知識は必須です。

ネットワークとは何か？

ネットワークとは、複数のコンピューターや機器が互いにデータをやり取りできるように接続された仕組みです。家庭のWi-Fi、会社の社内ネットワーク、そして世界規模のインターネットも、すべて「ネットワーク」です。

ネットワーク上のデータは「パケット」という小さな単位に分割されて送受信されます。たとえば大きな画像ファイルを送るとき、そのまま一度に送るのではなく、小さなパケットに分割→それぞれ別ルートで転送→受信側で再組み立て、という流れになります。

この方式のメリットは、1つのパケットが途中で失われても再送できること、複数の通信を同時に効率よく処理できることです。

機器	役割	例
ルーター	異なるネットワーク間でパケットを転送する。インターネットへの出口	自宅のWi-Fiルーター
スイッチ（L2）	同じLAN内の機器を接続し、MACアドレスで転送先を決める	社内のハブ・スイッチングハブ
アクセスポイント	有線LANを無線（Wi-Fi）に変換して接続を提供する	Wi-Fiアクセスポイント
ファイアウォール	通信を監視してセキュリティポリシーに基づき許可・拒否する	ufw・iptables・UTM装置
NIC	Network Interface Card。コンピューターをネットワークに接続するカード	有線LANポート・Wi-Fiチップ

ネットワーク通信は「OSI参照モデル」という7層の階層構造で整理されています。実務では全部を深く知る必要はありませんが、「どの層の話をしているか」を意識すると、トラブルシューティングが格段にやりやすくなります。

層	名前	役割	代表的なプロトコル・機器
第7層	アプリケーション層	ユーザーが直接触れるサービス	HTTP・HTTPS・FTP・SMTP・DNS
第6層	プレゼンテーション層	データ形式の変換・暗号化	TLS・SSL・JPEG・UTF-8
第5層	セッション層	通信セッションの管理	NetBIOS・RPC
第4層	トランスポート層	エンドツーエンドの通信制御・ポート番号	TCP・UDP
第3層	ネットワーク層	IPアドレスによる経路制御（ルーティング）	IP・ICMP・ルーター
第2層	データリンク層	MACアドレスによる同一ネットワーク内の転送	Ethernet・Wi-Fi・スイッチ
第1層	物理層	ビット（0/1）の電気信号・光信号での伝送	LANケーブル・光ファイバー・電波

現実のインターネットでは、OSIモデルを簡略化した「TCP/IPモデル（4層）」が実際に使われています。