はじめに
こんにちは！
今年の4月に新卒で入社しましたAXLBIT株式会社ソリューション部の @kurasawa-axl です。
私が所属するソリューション部では、当社で開発するサービスの保守や管理運用業務や情シス業務など大きく言うと会社のインフラを担う仕事を行っています。その中でも私はサービスの保守管理業務がメインの業務です。
2025年6月13日に行われた社内勉強会で発表した内容をアウトプットもかねて書かせていただきます！
今回の発表は、技術書を1冊読み、その内容を説明することでした。
対象の書籍は「マスタリング tcp/ip 入門編 第6版」になります。
ネットワークの歴史から始まり、プロトコルやインターネットなど幅広く説明されており、また、図やイラストを用いてわかりやすく説明されているため、初心者でも技術者でなくても非常に理解のしやすい内容となっています。
本記事では内容の一部分を切り取り、さらに理解しやすい形になるよう、ネットワークを通してデータが送信される仕組みを、郵便が送られる仕組みと比較して説明していきます。ネットワークの仕組みをこれから学んでみたい方、インターネットってどういう仕組みなのだろうと疑問に思っている方は、ぜひこの記事を読んでみてください！
目次
1. どこにでも使われるネットワーク
2025年現在、インターネットの始まりから60年ほどが経ち、コンピューターや携帯電話だけでなく、車やプリンター、カメラや冷蔵庫など様々な機器がインターネットを介して通信できるようになってきています。
では、普段何気なく利用しているこれらの通信は、一体どのように行われているのでしょうか？
例えばなぜメールが指定した相手にしっかり届くのか、Webサイトはなぜ表示されるのかなど、ネットワークを介したデータ授受の仕組みについて疑問に思うことはあるでしょうか。
こちらの仕組みについて書いていこうと思います。
2. 用語の説明
まず、ネットワーク通信を理解するための重要なキーワードを2つ紹介します。
プロトコル
プロトコルとは、ネットワーク機器が正しく通信（会話）できるように、あらかじめ決められた手順や規則、規格のことです。 これは、言語に例えると分かりやすいでしょう。例えば、片方が日本語で、もう片方が英語で話した場合、会話は成り立ちません。
様々なプロトコルの総称として「TCP/IP」があります。TCP/IPは以下の4つの層に分かれています。
- アプリケーション層: HTTP, FTP, SMTPなど
- トランスポート層: TCP, UDPなど
- ネットワーク層: IP, ICMPなど
- データリンク層: Ethernet, Wi-Fiなど
DNS (Domain Name System)
DNSは、ホスト名をIPアドレスに変換するシステムで、その逆も可能です。
IPアドレスはサーバーの住所みたいなものです。
例えば、メールアドレスの「sample.net」やWebサイトの「sample.com」といったドメインを、それぞれ「111.111.111.111」や「111.111.111.112」のようなIPアドレスに変換します。
例) sample.net →111.111.111.111 ※IPアドレスは適当です
sample.com →111.111.111.112
メールアドレスやWebサイトのドメインは住所、IPアドレスは郵便番号に近いですが、最近日本郵便から発表された「デジタルアドレス」当サービスは非常にDNSと似ているものになっています。
3. ネットワークでデータを送受信する方法
ここからは、ネットワーク経由でメールが送られる仕組みを、郵便で手紙が送信される仕組みと比べて説明していきます。
想定は以下の通りです。
| 送るもの | 手紙 | メール |
|---|---|---|
| データ本体 | 手紙そのもの（便箋10枚） | 文章データ（便箋10枚分） |
| 宛先情報 | 宛先住所、宛名 | 送り先IPアドレス |
| 差出人情報 | 差出人住所、差出人名 | 差出人IPアドレス |
| 経路 | 道路 | ネットワーク経路 |
| 配送業者 | 配送業者 | ルーター |
手紙（メール）を書いたら、まずそれを相手に伝わる方式に変換していきます。
手紙でいうと、英語圏の人に送るので英語で書くみたいなもので、メールではSMTPヘッダーというものを付けて、受け取り側が読める形に変更していきます。
次に、送りやすい形に成型します。
手紙ではまとめて一つの封筒に入れて送りますが、メールでは一度に送ることができるデータ量が決まっているため、それに合わせて分割していきます。
TCPヘッダーにはそれぞれのデータの順番の情報が入っているため、受け取り側はその順番に並び替えることで復元できます。
さらに、相手に届くように宛先情報を加えていきます。
手紙では住所、メールではIPアドレスになりますね！
次にどうやって送るかを決めていきます。
手紙は郵便で送るのでまずポストへ入れに行くことにしましょう。
メールは最初にWiFiで送ることにします。
ここまでで、送る準備はできました。
それでは、実際に配送していきます。
郵便でバイクや車を使うように、メールではWiFiやイーサネットというものを利用して配送します。
そのとき、自動で一番早くて効率の良い経路を選んでくれます。
無事届きました！！
それでは開封していきます。
手紙は封筒開けます。メールの場合はTCPヘッダーの情報をもとに並べ替えて、データを復元します。
こうしてデータがそろったので、SMTPヘッダーを利用して元のデータに戻し、メールが読めるようになります。
このようにしてネットワークを通してデータが送信されているのです。
4. まとめ
ネットワーク間では、以上のようにそれぞれの層でヘッダーを付けたり、外したりしながらデータを伝達していきます。今回はメールで説明しましたが、Webサイトやファイル転送などで他のデータを送るにしても、それぞれに合ったプロトコルを利用して送れる形に成型することで、同じように伝達することができます。
このようにプロトコルを用いて送信することで、ネットワークにつながった機器であれば、カメラや車、冷蔵庫などでもデータを送受信することができます。
入社して初めてネットワークというものに触れましたが、今では生活に欠かせないものとなっているインターネットがどのように動いているのかを知る良い機会になりました。今後もさらにいろいろな技術書を読みながら自己研鑽していきたいと思います。
参考資料