ネットワーク

1本7〜11分の記事を、上から順に読めば全体がつながるコースです。

• 目的別の読む順番
• 全体を1ページで読む
• 練習問題・発展記事
• 基本情報の対策
• 参考書

ネットワークの勉強は、まず上の入門コースの19本を読みます。その後は、目的ごとに読むページが分かれます。基礎を一通り知りたい人、基本情報を受ける人、CCNAを目指す人、仕事でネットワークを扱う人の4通りに分けています。

どのルートも、番号の付いたページを上から順に読みます。番号の後に並べた寄り道のページは、必要になったときに読めば足ります。同じページが複数のルートに出てくることがありますが、一度読んでいれば読み直す必要はありません。

ネットワークの基礎を一通り知りたい人

仕組みを広く知りたいなら、身近な通信を扱う発展記事へ進みます。

1. ネットワークの全体像を一気に読む入門コースの内容を1ページで復習し、用語集で言葉を確かめます。
2. IPv6とは第2章のIPv4と比べながら、128ビットのアドレスを読みます。
3. 無線LANの仕組み家のWi-Fiと有線LANで、違うのは第1層と第2層だと確かめます。
4. グローバルIPアドレスとはNATの記事の続きとして、自分の回線のアドレスを確かめます。
5. ファイアウォールとは決めたルールに合う通信だけを通す仕組みを知ります。
6. メールが届く仕組みDNSのMXレコードを使う、Web以外のアプリケーションを見ます。
7. VPNとはカプセル化の応用として、トンネルの中で何が包まれるかを見ます。

• 固定IPアドレスとは家の機器のアドレスを固定する方法と、プロバイダの固定IPの違いを知ります。
• 携帯電話がつながる仕組みスマホの通信が、基地局から先のどこを通るかを見ます。
• イントラネットとエクストラネットの違い使える人の範囲で、社内のネットワークを分ける考え方を知ります。
• CDNとはWebサイトの画像や動画を、利用者の近くのサーバから届ける仕組みを知ります。
• HTTP/3とQUICとはUDPの上で動くHTTPが、HTTP/2の何を変えたのかを知ります。
• ユニキャスト・ブロードキャスト・マルチキャストの違い宛先の数で通信の種類が分かれることを、ARPやDHCPの例で確かめます。
• FTTHとは光ファイバで家庭までつなぐ接続方式と、ONU・OLTの役割を知ります。
• IPv4アドレス枯渇とIPv6移行IPv4アドレスが足りなくなった経緯と、IPv6への移行方式を比べます。
• 性能指標帯域幅・遅延・ジッタなど、通信の速さを表す指標の違いを知ります。
• 情報セキュリティの3要素・不正アクセスとは・共通鍵暗号と公開鍵暗号の違い機密性・完全性・可用性、不正アクセスの手口、暗号化の基礎をまとめて知ります。
• Cookieとはログインした状態が次のページでも続く仕組みを、セッションIDで知ります。

基本情報技術者試験を受ける人

基本情報では入門コースに無い用語も出るので、対策マップで足りない範囲を埋めてから問題を解きます。対策マップには、データベース・セキュリティなどネットワーク以外の中分類の解説ページも載せています。

1. 基本情報の対策マップ分野ごとに、どのページで学べるかを確かめます。
2. サブネット計算の練習問題手順を見ずに解けるまで、基礎の問題から繰り返します。
3. 伝送時間・回線利用率の計算単位の換算と伝送効率を、計算機で答え合わせしながら覚えます。
4. 回線交換とパケット交換・伝送制御・パリティチェックとCRC入門コースに無い、データ通信と制御の範囲を埋めます。
5. ネットワークトポロジ・LANとWANの違い・PPPoEとIPoE網のつなぎ方と、回線やケーブルの規格の用語を覚えます。
6. ping・traceroute・netstat・ss・dig・SNMPネットワークの管理に使うコマンドとSNMPを覚えます。
7. 基本情報 ネットワークの練習問題30問分野ごとに解き、間違えた問題は解説のリンク先へ戻ります。

• FTP・TELNET・NTPアプリケーション層のプロトコルを、ポート番号と暗号化の有無で比べます。
• SDN・QoS・RADIUS名前だけ知っている管理と制御の用語を、仕組みから埋めます。
• イントラネットとエクストラネット・携帯電話がつながる仕組み社内網とモバイルの用語を覚えます。
• ユニキャスト・ブロードキャスト・マルチキャストの違い3つの違いを、宛先アドレスの形で覚えます。
• FTTHとは光回線の仕組みを、ONU・OLTの役割で覚えます。
• IPv4アドレス枯渇とIPv6移行IPv4アドレスが足りなくなった経緯と、IPv6への移行方式を比べます。
• 性能指標帯域幅・遅延・ジッタなど、通信の速さを表す指標の違いを知ります。
• 情報セキュリティの3要素・不正アクセスとは・共通鍵暗号と公開鍵暗号の違い機密性・完全性・可用性、不正アクセスの手口、暗号化の基礎をまとめて覚えます。
• CookieとはcookieとセッションIDを、セッションハイジャックと合わせて覚えます。
• WPA2とWPA3の違いWPA2とWPA3を、鍵の決め方の違いで覚えます。
• RIPとはルーティングとベルマンフォード法を、ホップ数で経路を選ぶ仕組みで覚えます。

CCNAを目指す人

ルーティングと第2層の仕組みを、入門コースより深く読みます。

1. サブネット計算の練習問題境目が第2・第3オクテットの問題まで、紙で解けるようにします。
2. IPv6とは省略表記のルールとアドレスの種類を覚えます。
3. ルーティングとは最長一致とデフォルトルートを、もう一度読みます。
4. OSPFとはリンクステート型のルーティングプロトコルで、エリアとコストの仕組みを読みます。
5. ハブ・スイッチ・ルータの違いスイッチがMACアドレステーブルを作る流れを確かめます。
6. VLANとはアクセスポートとトランクポート、802.1Qのタグを読みます。
7. VLAN間ルーティングルータオンアスティックとSVIで、VLANの間をつなぐ設定と確かめ方を読みます。
8. ブリッジとスパニングツリーとはルートブリッジとポートの役割・状態を覚えます。
9. 無線LAN・ファイアウォール・VPN無線とセキュリティの分野の基礎をそろえます。
10. ACL（アクセスリスト）とは許可・拒否のルールを上から照合し、最初の一致で決まる仕組みを覚えます。
11. SNMP・netstat・ss・digSNMPの働きと、OSごとのIP設定の確かめ方を覚えます。
12. SDNとは制御を機器から切り離し、コントローラにまとめる仕組みを読みます。
13. スパインリーフ型ネットワークとは3階層構成と並べて、通るスイッチの数とECMPの違いを読みます。

• QoSとは分類・マーキングから、シェーピングとポリシングまでの流れを読みます。
• FTP・TELNET・NTPTELNETとSSHの違いと、FTPとNTPの働きを確かめます。
• Syslogとはログを集約するSyslogの重大度レベルとファシリティを読みます。
• RADIUSとは認証・認可・アカウンティングの違いと、TACACS+との違いを読みます。
• ポートセキュリティとはポートに接続を許可するMACアドレスを制限し、不正な機器の接続を防ぐ仕組みを読みます。
• DHCPスヌーピングとは不正なDHCPサーバの応答を破棄する仕組みと、バインディングテーブルを読みます。
• IPsecとはVPNの記事で触れた暗号化の内側を、AH・ESP・IKEの仕組みで深めます。
• FHRPとはHSRP・VRRPで、デフォルトゲートウェイを複数のルータで冗長化する仕組みを読みます。
• EtherChannel・LACPとは複数の物理リンクを1本の論理リンクに束ね、STPの見え方が変わることを確かめます。
• 無線LANアーキテクチャとは自律型APと、WLCで集中管理する構成の違いを読みます。
• ネットワーク自動化とはREST APIとJSONの基本を知り、設定作業を自動化する考え方を読みます。
• WPA2とWPA3の違いWPA・WPA2・WPA3の違いと、WPA2のPSKで鍵を決める仕組みを読みます。
• RIPとはホップ数をメトリックにする距離ベクトル型を、OSPFのコストと比べて読みます。

このサイトは仕組みの説明が中心で、ルータやスイッチの設定コマンドは扱っていません。機器に設定を入れて結果を確かめる練習には、実機かシミュレータを別に用意します。

仕事でネットワークを扱う人

仕事では、つながらないときに原因の場所を絞り込む場面がよくあります。急ぐ場合は、入門コースを第3章まで読んだ時点で、1と2に進んでもかまいません。

1. ping・tracerouteの使い方と見方自分、ゲートウェイ、外、名前の順に切り分ける手順を身に付けます。
2. netstat・ss・digコマンドの使い方症状から、確かめることと使うコマンドを選べるようにします。
3. デフォルトゲートウェイ・DHCP自分の設定値を読み、その値がどこから配られたかを知ります。
4. NAT・ポート開放外から始まる通信が届かない理由と、届けるための設定を知ります。
5. ファイアウォール・プロキシ社内とインターネットの間で、通信を通す仕組みと止める仕組みを知ります。
6. DMZとは公開サーバを社内LANから分けて置く理由と、通信の決め方を知ります。
7. VLAN・スパニングツリー社内LANの分け方と、線のループを防ぐ仕組みを知ります。
8. SNMPとはたくさんの機器を1か所から監視する仕組みを知ります。
9. PPPoEとIPoEの違いインターネット回線のつなぎ方と、速度が変わる理由を知ります。

• 固定IPアドレスとはサーバやプリンタのアドレスを固定する方法を知ります。
• RADIUSとは社内の無線LANで、利用者ごとに認証する仕組みを知ります。
• QoSとは回線が混んだときに、通話などを先に通す仕組みを知ります。
• SD-WANとは本社経由の通信が遅いときに検討する、回線の使い分けを知ります。
• グローバルIPアドレスとは外から見た自分のアドレスを確かめる方法を知ります。
• ロードバランサとは複数のサーバに通信を振り分け、1台への集中を防ぐ仕組みを知ります。
• HTTPステータスコードとは404や502が出たときに、どこを調べるかを番号から読み取ります。
• ICMPの記事pingやtracerouteの裏で動く、エラー通知の仕組みを知ります。
• MTUとMSSとはVPNやPPPoEで、大きいデータだけが届かなくなる理由を知ります。

ネットワークの中を流れるデータは、目で見えません。そのため、読んで分かったつもりでも、自分で説明しようとすると言葉に詰まることがよくあります。このサイトでは、次の方法で手を動かして確かめられます。

コマンドを打って、自分のPCで確かめる

記事に出てくるアドレスや経路は、自分のPCでも見られます。Windowsなら、コマンドプロンプトで次の順に打ちます。MacとLinuxでは、一部のコマンド名が違います。

192.168.10.1 は、このサイトで例に使っているゲートウェイのアドレスです。自分のPCでは、ipconfig で見えたデフォルトゲートウェイのアドレスに置き換えます。MacとLinuxでのコマンド名は、症状別のコマンド早見表にまとめています。

計算は紙で解いてから、計算機で答え合わせする

サブネットの計算は、手順を読んだだけでは速く正確に解けるようになりません。まず、サブネットマスクの計算の3ステップを紙の上で追います。次に、サブネット計算機に同じ値を入れて、答えが合うかを確かめます。

慣れたら、サブネット計算の練習問題を計算機なしで解きます。伝送時間の計算も同じ進め方で、伝送時間の計算機で答え合わせできます。

図を描いて、何が書き換わるかを説明する

1つの通信を紙に描くと、分かったつもりの所が見つかります。描くのは、自分のPCからゲートウェイとルータを通って、Webサーバまで行く線です。

線の区間ごとに、宛先のIPアドレスと宛先のMACアドレスを書き込みます。正しく描けていれば、宛先のIPアドレスは最後まで同じで、宛先のMACアドレスは区間ごとに変わります。描いた図は、MACアドレスとIPアドレスの記事の図と見比べます。

動かせる図で、層や手順を1段ずつ動かす

文章では追いにくい順序や範囲は、操作できる図にしています。読んで分かりにくかった所は、次の図で確かめます。

• OSI参照モデルの記事にある動かせる7階層で、層ごとの役割とPDUを見る
• カプセル化の記事で、ヘッダが1枚ずつ足される順を見る
• VLANの記事で、ブロードキャストが届く範囲を見る
• ファイアウォールの記事で、パケットがどのルールに当たるかを試す
• パリティチェックとCRCの記事で、パリティビットを計算する

練習問題で間違えた所に戻る

入門コースの各記事の最後には、練習問題があります。間違えた問題は、解説を読んでから、本文の該当する節に戻って読み直します。基本情報の練習問題は、各問の解説から、その論点を説明している記事の節へ移れます。19本を読み終えた後の確認には、全体像のページの理解度チェックが使えます。

先の記事で分からなくなったときは、前の章の内容が原因になっていることがよくあります。分からなくなりやすい所と、戻って読む記事を表にしました。

コースの19本を読んだあとに進む、計算の練習問題と発展記事です。

IPアドレスとサブネット

• サブネット計算の練習問題（全23問）
• VLSMとは ― 可変長サブネットマスクの割り当て方
• IPv6とは ― アドレスの見方と省略のルール
• IPv4アドレス枯渇とIPv6移行 ― デュアルスタック
• グローバルIPアドレスとは ― 確認方法と割り当て
• 固定IPアドレスとは ― 2つの意味とメリット

LANとスイッチ

• LANとWANの違いとイーサネット規格 ― 10BASE-Tなど
• ネットワークトポロジとは ― 種類と全二重・半二重
• 衝突ドメインとブロードキャストドメインの違い
• ユニキャスト・ブロードキャスト・マルチキャストの違い
• ブリッジとスパニングツリーとは
• VLANとは ― ポートVLANとタグVLANの仕組み
• VLAN間ルーティング ― ルータオンアスティックとSVI
• EtherChannel・LACPとは ― リンクアグリゲーション
• CDP・LLDPとは ― 違いと隣接機器を見つける仕組み
• PoEとは ― 規格の種類と給電できる電力
• スパインリーフ型ネットワークとは ― 3階層構成との違い

経路の制御

• RIPとは ― ホップ数で経路を決める仕組み
• OSPFとは ― エリア・コストの仕組み
• BGPとは ― 自律システム間の経路制御
• アドミニストレーティブディスタンスとは ― ルーティング情報の優先順位
• 経路集約とは ― ルートサマライゼーションの条件
• FHRPとは ― HSRP・VRRPによるデフォルトゲートウェイの冗長化

無線とモバイル

• 無線LANの仕組み ― SSIDとWi-Fi規格
• 無線LANアーキテクチャとは ― 自律型AP・WLCの違い
• WPA2とWPA3の違い ― 無線LANの暗号化と認証
• 携帯電話がつながる仕組み ― 基地局と5G

インターネット回線と拠点間の接続

• FTTHとは ― 光回線の仕組みとONU・OLT
• PPPoEとIPoEの違い ― 仕組みと速度
• ポート開放とは ― 仕組みと注意点
• イントラネットとエクストラネットの違い
• VPNとは ― 仕組みとトンネリング
• IPsecとは ― AH・ESP・IKEとVPNの仕組み
• GREトンネルとは ― VPNとの違い
• SD-WANとは ― 拠点間通信をソフトで制御する仕組み

通信を守る

• ファイアウォールとは ― 仕組みと種類
• DMZとは ― 公開サーバを社内LANから切り離す区画
• ACL（アクセスリスト）とは ― ワイルドカードマスク
• プロキシとは ― 仕組みとリバースプロキシとの違い
• RADIUSとは ― 認証の仕組みとIEEE 802.1X
• ポートセキュリティとは ― MACアドレスの制限
• DHCPスヌーピングとは ― 不正DHCPサーバ対策

アプリケーションのプロトコル

• HTTPステータスコードとは ― 404・502・503の意味
• Cookieとは ― セッションIDとの関係
• HTTP/3とQUICとは ― HTTP/2との違いとUDPを使う理由
• メールが届く仕組み ― SMTP・POP・IMAPの役割分担
• SSHとは ― 接続の流れと公開鍵認証
• FTP・TELNET・NTPとは ― SSHとの違いとポート番号
• CDNとは ― 仕組みとエッジサーバ・キャッシュ
• ロードバランサとは ― 負荷分散の仕組みと方式

運用とトラブル対応

• ping・tracerouteの使い方と見方
• ICMPとは ― タイプとコードの一覧と仕組み
• netstat・ss・digコマンドの使い方 ― 症状別に選ぶ
• Wiresharkとは ― パケットキャプチャの見方
• MTUとMSSとは ― 違いとパケットが分割される仕組み
• 性能指標とは ― 帯域幅・遅延・ジッタ・スループット
• QoSとは ― 優先制御・帯域制御とDiffServ
• SNMPとは ― 仕組みとネットワーク管理
• Syslogとは ― 重大度レベルとファシリティ
• SDNとは ― OpenFlowの仕組みとNFVとの違い
• ネットワーク自動化とは ― REST APIとJSON入門

データ転送の基礎

• 回線交換とパケット交換の違い ― 交換方式とは
• パリティチェックとCRCとは ― 誤り検出の仕組み
• 伝送制御とは ― HDLC・ベーシック手順と同期方式