はじめに
こんにちは。アメリカで独学でエンジニアを目指している者です。
現在ネットワークについて学んでいるのですが、その中でも本日はTCP/IPのネットワークインターフェースについて見ていきたいと思います
ネットワークインターフェースとは？
ネットワークインターフェースは、コンピュータやネットワークデバイスがネットワークに接続し、データを送受信するための物理的または仮想的な接点です。TCP/IPの仕組みにおいて重要な役割を果たします。
ネットワークインターフェースの種類
1. 物理インターフェース
ネットワークインターフェースのうち、実際のハードウェアデバイスで構成されるものを指します。
-
イーサネットカード (NIC):
- LANケーブルを使用した有線接続。
- 安定性と高速性が特徴。
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Wi-Fiアダプタ:
- 無線通信を可能にするインターフェース。
- ケーブル不要で利便性が高い。
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モデムや光回線終端装置:
- ISPとの接続に使用。
2. 仮想インターフェース
ソフトウェアによって作成される論理的なインターフェースです。
-
ループバックインターフェース (localhost):
- 自分自身との通信を行うための仮想インターフェース。
- 例:
127.0.0.1。
-
VPNインターフェース:
- リモートネットワークへのセキュアな接続を提供。
-
仮想マシン用インターフェース:
- 仮想マシンがホストマシンや外部ネットワークと通信するため。
ネットワークインターフェースの構成要素
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MACアドレス
- ハードウェア固有の物理アドレス。
- 同じネットワーク内でデバイスを一意に識別するために使用。
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IPアドレス
- ネットワーク内でデバイスを識別する論理アドレス。
- IPv4（例:
192.168.0.1）とIPv6（例:2001:0db8::1）。
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サブネットマスク
- サブネットの範囲を指定。
- 例:
255.255.255.0。
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ゲートウェイ
- 他のネットワークにアクセスするための中継点（通常はルーター）。
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DNSサーバ
- ドメイン名をIPアドレスに変換するサービス。
ネットワークインターフェースの役割
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データ送信:
- アプリケーションが生成したデータをネットワークプロトコルスタックを通じて送信。
- 物理層でパケットに分割され、宛先に送られる。
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データ受信:
- ネットワークから受信したパケットを処理し、アプリケーションに渡す。
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アドレス解決:
- ARP (Address Resolution Protocol) を利用してIPアドレスからMACアドレスを解決。
よく使われるプロトコル
IEEE 802.3（イーサネット）
- 有線LANで使用される基本的な通信規格。
- 高速で安定した通信を提供。
IEEE 802.11（Wi-Fi）
- 無線LANで使用される規格。
- ケーブル不要で移動の自由度が高い。
PPPoE（PPP over Ethernet）
- イーサネットを使用してPPPセッションを確立するためのプロトコル。
- 主にインターネット接続に使用される。
ARP (Address Resolution Protocol)
- IPアドレスから対応するMACアドレスを取得するプロトコル。
- 同じLAN内で通信を行う際に必要。
- IPアドレスから対応するMACアドレスを取得するプロトコル。
- 同じLAN内で通信を行う際に必要。
ネットワークインターフェースの設定と確認
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有線接続の設定:
- LANケーブルを使用してPCをルーターに接続。
- 高速で安定した通信を実現。
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Wi-Fi接続の確認:
- Wi-Fiネットワークに接続し、接続状態やIPアドレスを確認。
ネットワークインターフェースの活用例
家庭内ネットワーク
- 家庭内の複数デバイス（PC、スマートテレビ、ゲーム機）をネットワークに接続。
- プリンタやNASを共有。
オフィスネットワーク
- 社内のファイルサーバやプリンタを利用。
- 社内LANを通じたデータ共有。
まとめ
ネットワークインターフェースは、ネットワーク通信を支える重要な要素です。物理インターフェースと仮想インターフェースの役割を理解し、IPアドレスやMACアドレスの動作を知ることで、ネットワーク全体の仕組みが見えてきます。
次回のネットワークでは上の層であるインターネット層についてみていきます