【サーバーNo.563】今更聞けない！ネットワークインフラストラクチャーをサクッと解説

本記事では、ネットワークインフラストラクチャーについて、初心者の方にも理解しやすいように詳しく解説します。ITに詳しくない方でも読み進められるよう、具体例や図解を用いてわかりやすくまとめています。

Table of Contents

ネットワークインフラストラクチャーとは？

ネットワークインフラストラクチャーとは、インターネットや社内ネットワークを構築・運用するための基盤となるハードウェアやソフトウェアの総称です。具体的には、サーバー、ルーター、スイッチ、ファイアウォール、通信回線などが含まれ、これらが連携してデータのやり取りを可能にします。

わかりやすい具体的な例

家庭のWi-Fi環境

graph TD A[インターネット] --> B[モデム] B --> C[Wi-Fiルーター] C --> D[スマートフォン] C --> E[パソコン] C --> F[テレビ] %% 注釈: モデムはインターネット回線を接続し、Wi-Fiルーターは家庭内の端末をネットワークに接続

自宅でWi-Fiを使っている場合、インターネットからモデムを通じてWi-Fiルーターに接続し、そこからスマホやパソコンに通信が届きます。これが家庭内のネットワークインフラの一例です。

会社の社内ネットワーク

graph TD A[社内サーバー] --> B[スイッチ] B --> C[各部署のパソコン] B --> D[プリンター] B --> E[社内Wi-Fiアクセスポイント] E --> F[従業員のスマホ] %% 注釈: スイッチは社内の端末を有線/無線で接続、社内サーバーはデータの保存先

企業内では、スイッチを使って各部署のパソコンやプリンター、Wi-Fiアクセスポイントが接続されています。この仕組みがネットワークインフラストラクチャーの一部を構成します。

ネットワークインフラストラクチャーはどのように考案されたのか

1960年代、米国の国防総省によって開発されたARPANETが、ネットワークインフラストラクチャーの起源とされています。この技術は、その後のインターネットの基礎となり、世界中の企業や個人がデータ通信を行うためのインフラとして進化を遂げました。

graph TD A[ARPANET開発(1960年代)] --> B[インターネットの誕生] B --> C[商用利用の開始(1990年代)] C --> D[ネットワークインフラの普及] %% 注釈: ARPANETは米国防総省が通信手段確保のために開発

考案した人の紹介

ネットワークインフラストラクチャーの基礎を築いたのは、アメリカのコンピュータ科学者レナード・クラインロック氏です。彼はパケット通信の理論を提唱し、1969年に世界初のネットワークARPANETの実現に貢献しました。その成果は、今日のインターネットインフラの礎となっています。

考案された背景

冷戦時代、軍事通信の安定性確保を目的に、分散型ネットワークの必要性が高まりました。この背景から生まれたARPANETが、民間利用を経てネットワークインフラストラクチャーへと発展しました。

ネットワークインフラストラクチャーを学ぶ上でつまづくポイント

多くの人がつまづくのは、専門用語の多さと構成要素の関係性です。例えば「ルーター」と「スイッチ」の違いや、IPアドレス・DNSといった用語が混乱を招きます。ルーターは外部ネットワークとの接続、スイッチは内部ネットワーク内での接続を担っています。これらの違いを理解することで、全体像が見えやすくなります。

ネットワークインフラストラクチャーの構造

ネットワークインフラストラクチャーは、主に物理層・データリンク層・ネットワーク層といった階層構造で成り立っています。物理層ではケーブルやWi-Fiなどの通信手段が使用され、データリンク層でMACアドレスを管理し、ネットワーク層でIPアドレスによる通信制御が行われます。

graph TD A[物理層: ケーブル・Wi-Fi] --> B[データリンク層: MACアドレス制御] B --> C[ネットワーク層: IPアドレス通信制御] %% 注釈: 各層はOSI参照モデルに基づく

ネットワークインフラストラクチャーを利用する場面

日常的なインターネット利用から企業の業務システムまで、様々な場面で活用されています。

利用するケース1

例えば、ECサイト運営企業では、自社サイトの安定運用のためにネットワークインフラストラクチャーを構築しています。サーバーを設置し、ファイアウォールでセキュリティを強化し、ロードバランサーでアクセス集中時の負荷を分散する仕組みが活用されています。

graph TD A[ユーザーアクセス] --> B[ファイアウォール] B --> C[ロードバランサー] C --> D[複数のWebサーバー] %% 注釈: ファイアウォールはセキュリティ対策、ロードバランサーは負荷分散

利用するケース2

病院では、電子カルテシステムを運用するためにネットワークインフラストラクチャーが欠かせません。診察室のパソコンからカルテサーバーにアクセスし、院内の医療機器や受付システムとも連携しています。これにより患者情報の一元管理が実現されています。

graph TD A[診察室のパソコン] --> B[院内ネットワーク] B --> C[カルテサーバー] B --> D[医療機器] B --> E[受付システム] %% 注釈: セキュリティのためVPN接続やファイアウォールも活用

さらに賢くなる豆知識

ネットワークインフラストラクチャーは、近年のクラウド化の進展により「物理インフラ」から「仮想インフラ」へと進化しています。仮想インフラでは、物理機器を持たずにクラウドサービスを利用してネットワーク構築が可能となり、柔軟性と拡張性が大幅に向上しています。

あわせてこれも押さえよう！

ネットワークインフラストラクチャーの理解を深めるために、関連するサーバー用語も押さえておきましょう。

DNSサーバー

URLをIPアドレスに変換する役割を持つサーバーです。

DHCPサーバー

IPアドレスを自動的に割り当てるサーバーで、端末接続時に必要です。

Webサーバー

Webページのデータを提供するサーバーで、インターネット閲覧時に活用されます。

メールサーバー

メールの送受信を管理するサーバーで、企業メールシステムに欠かせません。

ファイルサーバー

社内やグループ内でファイルを共有・保存するためのサーバーです。

まとめ

ネットワークインフラストラクチャーの理解を深めることで、IT環境の構築やセキュリティ対策がより効果的に行えます。日常のインターネット利用や企業のシステム運用においても大きなメリットを得られます。この記事を通じ、基盤技術への理解が確実に広がります。