てっぱんITクラブ
今回はネットワークについて解説するよ！
必須の出題でIT企業以外でも重宝する知識だから覚えておこう！
今日でもしかして、よくわからず使ってるWi-Fiの謎とかもわかるんですか？
Wi-Fiの謎が何を示すのかわからないけど、多分解けると思うよ！
やったー！
前々からなんでWi-Fiが繋がるかとか、通信データ容量ってなんの容量？とかわからなかったからありがたいです。
（シンプルに喜んでるグリコちゃん、きゃわ…！）
え？何？
な、なんでもないです！！
じゃあ、ネットワークの解説始めるね！
ネットワークとは
そもそもネットワークとは何なのか。
ネットワークは複数のコンピュータ同士を接続する仕組みのことで、これには2種類に大きく分けられてLANとWANと呼ぶよ。
LANとWAN
LANとは家庭や会社などの構内に構築するネットワークのことを表す。
WANはLANよりも大規模で公共の場所などを含んだネットワークのことを表すよ。
インターネットというのはこの膨大なLANやWANが接続されて出来上がった世界中をくまなく結ぶ巨大なネットワークのこと。
IPという住所のような通信ルールに従って動いて、LANやWANの間で通信を行うことができるのがネットワークなんだ。
自宅とインターネットの関係
自宅でインターネットに接続するためには通信事業者に回線をかり、必要なサーバ類を設置してと面倒なことが多い。
そんな面倒な作業を肩代わりしてくれるのをISP（Internet Service Provider）いわゆるプロバイダだ。
プロバイダが大きな世界に繋がるサーバを持っていて、僕たちはそのプロバイダと契約することによってサーバにつながることができるんだよ。
図にするとこんな感じ。
左下が自宅からLANに接続するイメージで、プロバイダのLANから世界中に広がっていくんだ。
スマホの通信も基本的にはこのイメージと同じでプロバイダ（ソフトバンクとかauとか、ドコモとか）の通信施設を借りて世界につながっている形なんだ。
データの送り方
ネットの大まかなつながりがわかったところで、次は実際に流れている通信について説明するよ。
ネットワークのデータ通信には二つの方法がある。
電話のような回線交換とパケット交換という通信方法だ。
回線交換は送信者と受信者の間にある回線を占有して通信する方式。
他の利用者が通信をしたい場合は回線が開くのを待たなければいけない。
回線を占有するから通信品質が高くなる分、コストも高くなるんだ。
パケット交換はデータをパケット（小包）と呼ばれる形にまとめて送り出す方式。
パケットの最大サイズは決まっていて送りたいデータが大きい場合は複数のパケットに分割して送るんだ。
それぞれのパケットにはヘッダという配送情報が付加されているから、分けられた小包を受け取った側が復元することができるんだ。
回線を占有せず、多くの人が回線を共有しながらその中でパケットを送っているイメージになる。
回線を占有しない分コストを抑えられるけど、パケットが混み合うことなどで通信品質が下がることもあるんだ。
パケットは道路で例えられ、回線は糸電話という例えがイメージしやすいと思う。
スマホの契約で出てくるデータ容量はパケットの量のことだったんですか？
その通り！
どれだけのパケットを通信できるかって話だね。
で、電話料金がパケット料金とは別なのは回線の利用の仕方が元々異なるからだからですか？
それもその通り！
回線交換とパケット交換という全く異なる方法の通信方式だから料金設定も異なるし、災害とかでネットがつながりにくくても電話は通じる理由にもなるよ。
無線でネットにつながる仕組み
最近だとケーブルを使用しなくてもネットに繋がるのが当たり前になっているけど、ネットに繋がるにはちゃんと理屈があるんだ。
ケーブルなしで繋がるのは無線LANによるもの。まずは無線LANについて説明していくね。
無線LAN
無線LANというのは一言で言ってしまうと周波数によって情報のやり取りを行うっていう仕組みになる。
ただ、周波数を自由に決めてしまうと色々な回線が混線してしまうから、Wi-Fiという形で統一した形にする必要があった。
統一の際に使われる規格と呼ばれるものがIEEE802.11というんだ。
IEEE802.11に沿った周波数に合わせた電波であれば、機能が備わっているスマホやパソコンならば無線LANを利用することができる形になる。
周波数やWi-Fiの種類は年々進化していて、歴代のWi-Fi規格を一覧にするとこんな感じだ。
（歴代の無線LAN規格表）
もちろん、この表は全く覚える必要はないよ。
規格に沿ったWi-Fiがあって周波数が決められていて、スマホも周波数に合わせることで無線LANに接続できる。この流れだけ押さえておけば大丈夫！
無線LANのセキュリティ
通信を考える際に確認しておかなきゃいけないことが、セキュリティ。
無線LANも例外ではなく、しっかりとセキュリティを設けないといけない。
無線LANの暗号化技術には古い順でWEP、WPA、WPA2、WPA3がある。
WEPは初期の技術で、暗号解読方法が確立されしまっているから今は使ってはいけないセキュリティってことを押さえておこう。
WPA2やWPA3はより高度な暗号が使われるようになって、セキュリティが強化されているよ。
え、私WPA2とか意識したことないんですけど、セキュリティ大丈夫ですか！？
一応仕組みを説明しただけで日常使いなら特に気にしなくても、ルータとかのメーカー側で対応しているから心配にならなくて大丈夫！
モバイル通信の基礎用語
通信用語について解説をしておこう。
SIM：スマホなどに挿すICカードで、電話番号などの情報が記録されているよ。
SIMロックと呼ばれる機能によってソフトバンクのスマホにはソフトバンクのSIMでしか通信ができない機能がある。
ただ最近はSIMフリー端末によってSIMロックがされておらずどの会社のSIMでも対応できる機種が増えたことにより1円でも安い格安SIMに乗り換えるのも簡単になった。
物理的なICカードがないeSIMというものもあるよ。
MVMO：インフラを他社（ドコモ、au、ソフトバンクなど）から借りて、携帯電話やスマホなどのサービスを提供する事業者のことをMVMOと呼ぶよ。
多くの格安SIMがこれに該当し、mineoやイオンモバイル、IIJmioなんかがある。
現在ではMNPによって電話番号を変えずに格安SIMに乗り換える方法もあるんだ。
LTE：3.9Gと呼ばれることもあり、3Gを発展させた携帯電話のデータ通信技術のことをLTEと呼ぶよ。
スマホとかでよく見かける4Gという表記はこのLTE（Long Term Evolution）を意味している。
5G：第5世代移動通信システムで、4Gよりもさらに高速大容量通信ができるようになった。
低遅延と同時大量接続ができるようになったのが特徴だよ。
通信の約束事
コミュニケーションで大事なのは、ルールだ。
何語で会話するのか。敬語を使うべきなのか。別れの挨拶をどうするのか。
そういったコミュニケーションのルールがネットワーク通信の世界でも必要になってくる。
ネットワーク通信のルール、約束事をプロトコルと言い方をして、すべての通信がこのプロトコルに沿って行われているんだ。
通信はプロトコルで制御される
通信は通信ルールであるプロトコルによって制御されている。
もしもプロトコルがなかったら、通信ルールがなくて繋がるパソコン同士は同じメーカーだけってなったり、自分の手で登録しないと見たいWebページに行くことができないなんてこともあったかもしれない。
プロトコルは通信に必要不可欠なルールなんだ。
プロトコルを説明する時に出てくるのがこんな図だ。
これはOSI基本参照モデルといって、プロトコルが大体どの辺のルールに沿って作られているのかがわかる図になっている。
一つ一つの層の説明は次回からやっていくから、今日のところは通信にはルールがあって、ルールのことをプロトコルって呼ぶんだっていう部分だけ覚えておいて。
まとめ
今回はネットワークの基本を解説してきたけど
どうだったかな？
パケットとか、無線LANっていう身近な話が多くて結構自分ごととしてわかった気がしました。
ぷ、プロトコルの必要性もわかったので次回以降がた、楽しみですね。
いいねー！
通信はなんとなくつながっているって理解だろうけど、仕組みを知ると困った時に役に立つし、試験にもよく出るからちゃんと覚えていこうね！
じゃあ今回はこの辺で、また次回！
はい！ありがとうございました！！
