普段何気なくスマホやPCを使っていますが、これらの機械がどうやってインターネットにつながっているのか、気になったことはありませんか？（私は学生の頃、よく気になっていました）
今回の記事では、現役のIT企業社員の私が、家からインターネットにつながる仕組みを解説いたします！
※タイトルは試験対策ですが、教養としてもご覧になれます。ぜひお気軽に読んでいってください！
インターネットにつながる全体像
インターネットへの道を、一枚の画像にまとめました。
ここからは、各構成要素
①LAN
②アクセス回線
③ISP（プロバイダ)
④IX・バックボーン
⑤データセンター
に分けて解説します。
構成要素の解説
①LAN(家の中)
家の中のネットワークをLAN（Local Area Network）と呼びます。スマホやパソコンは、まずLANの中でルータにつながります。
| つなぎ方 | 中身 | 特徴 |
|---|---|---|
| 無線LAN（Wi-Fi） | 電波でルータとつながる | 配線不要。壁や距離で速度が落ちやすい |
| 有線LAN | LANケーブル（イーサネット）でつながる | 安定して速い。ケーブルが必要 |
ゲーマーの友達は有線LANを引いていますが、ほとんどの家庭では無線LAN(≒Wi-Fi)を使っていますね！
厳密には、無線LANはアクセスポイントからルーターへつながるのですが、家庭用のルーターにはアクセスポイント機能が加わっているので、ここでは省略します！
ルータ（RT）の役割
ルータは、家のLANと外のネットワークの境目に立つ「玄関」です。宛先を見て、データを家の中に留めるか、外へ送り出すかを判断します。
- 家の中の機器同士の通信 → ルータが家の中で中継する
- インターネット宛ての通信 → ルータがアクセス回線側へ送り出す
家の中で複数の機器を有線でつなぐときは、スイッチングハブでLANケーブルを分岐させます。スイッチングハブは「同じLANの中」の中継役、ルータは「LANと外」の中継役と覚えると区別しやすくなります。
ルーターの内側はLAN、外側はWAN(Wide Area Network)などと呼ばれることもありますね！
ONUの役割
ONUとは、LANケーブル(電気信号)とアクセス回線(光信号、後述)のかけ橋になるものです。
インターネットの開通を依頼した時、ルーターと一緒についてきがちです。
パソコンやルーターは光信号でやり取りをすることができないので、ONUをはさんで光信号を電気信号に変換をする必要があるんですね。
ちなみに、この光→電気をなくして、すべて光でやり取りをすれば高速通信が可能なのでは？という発想が技術者の中で盛り上がっています。
この発想が実現すれば、6Gが生まれる予感、、！！
②アクセス回線
家から通信会社の建物までをつなぐ線をアクセス回線と呼びます。
厳密には違いますが、
アクセス回線=フレッツ光=NTT東日本、西日本が提供するサービス
と考えてもらって大丈夫です。
アクセス回線は、各電柱を経由して、最寄りのNTT東/西日本の局舎までつながっています。
- 家の外 → 電柱：家に引き込まれた光ファイバは近くの電柱へ出て、電柱から電柱へ張られた光ケーブルに合流します。
- NTT東日本の局舎：光ケーブルは、地域ごとにあるNTT東日本の局舎（昔から「電話局」と呼ばれてきた建物）に入ります。ここまでがアクセス回線です。
- NTT東日本のネットワーク：局舎に届いたデータは、NTT東日本が張り巡らせたネットワーク（フレッツ網）を通って、次の区間のISPへ渡されます。
どの局舎につながるかは、家の住所でおおよそ決まっています。「家 → 電柱 → 近所のNTTの建物」という一本道が、アクセス回線のイメージです。
③ISP
アクセス回線の先で待っているのがISP（Internet Service Provider、プロバイダ）です。ISPは自社のネットワーク設備を持ち、契約者のデータをインターネットへ送り出す「入口」の役割を担います。
具体例：OCN(NTTドコモ),Smart Internet（ソフトバンク）,au one net（KDDI）など
プロバイダ一覧：https://www.jaipa.or.jp/isp/aa/
ここで注意してほしいのが、アクセス回線とISPの両方を契約しないと、インターネットは利用できない、ということです！！
ただ、インターネットの契約をしたときにOCNとか聞いたことないぞ、、という方もいらっしゃると思います。
最近は「ドコモ光」「ソフトバンク光」「auひかり」など、ISPとアクセス回線(≒フレッツ光)をセットで申し込めるサービスが増えているので、ISPとアクセス回線を別々で申し込んだ、という方は少なくなっているのかもしれません。
（故に、ここが試験対策で理解しにくいポイントでもあります）
(応用編)ISPの主な仕事
- 接続の認証：契約者かどうかを確認し、インターネットに入れる
- 住所（グローバルIPアドレス）の割り当て：インターネット上で通用する住所を契約者に貸し出す
- データの中継：自社のネットワークを通して、宛先の方向へデータを送る
④IX・バックボーン
あなたが契約しているISPと、目的のWebサーバがつながっているISPが同じとは限りません。
あなたはauひかりのISPを利用していても、YouTubeのサーバがソフトバンク光のISPを利用していたら、別のISP（道路)なので合流できません。
そこで、IX・バックボーンという考え方が登場します。
IX（インターネットエクスチェンジ）
IXは、たくさんのISPやデータセンター事業者が集まり、互いのネットワークを接続する「巨大な乗換駅」です。各ISPがIXに線を引き込んでおけば、1か所で多くの相手とつながれます。日本では東京・大阪などの大都市に主要なIXがあります。
ISP同士の接続には、IXを介する方法のほか、2社が直接線を結ぶ方法もあります。
バックボーンと海底ケーブル
ISPやIXを結ぶ、物理的な大容量の幹線をバックボーンと呼びます。道路でいえば高速道路にあたります。
海外のサイトを見るときは、データは海底ケーブル（光ファイバ）を通って海を渡ります。国際通信の大部分は、衛星ではなくこの海底ケーブルが担っています。
こうして「ネットワーク同士をつないだネットワーク」がインターネットの正体です。どこか1本の線が切れても、ルータが別の経路を選んでデータを届けられるよう、網の目のように張り巡らされています。
⑤データセンター
道のりの終点は、Webサイトのデータが置かれたWebサーバです。多くのWebサーバはデータセンターに設置されています。データセンターは、サーバを安全に動かし続けるための専用施設で、次のような設備を備えています。
- 大容量の回線（ISPやIXへ直結していることも多い）
- 停電に備えた無停電電源装置（UPS）や自家発電装置
- 空調、耐震構造、入退室管理
データセンター内でも、サーバはスイッチやルータを通して外の回線につながっています。つまり、行きと同じような機器の並びを逆向きにたどってデータが届くイメージです。
ニュースでデータセンターを新しく作る！という話題が良く出ますよね。
あれはAIサービスを運営するためのサーバがたくさん必要になったから、そのサーバを置いておくデータセンターを増やす必要ができたんです！！
まとめ
インターネットは、家からサーバまで一本の線でつながっているわけではなく、いくつもの区間をリレーしてデータを運んでいます。
- 家の中（LAN）：Wi-Fiや有線LANでルータにつながる
- アクセス回線：ONUで光信号に変え、光ファイバで局舎へ
- ISP：認証して、インターネットの入口へ送り出す
- IX・バックボーン：ISP同士が乗り換え、幹線で目的地へ
- データセンター：Webサーバがページのデータを返す
「ネットが遅い」と感じたとき、どの区間が原因かを考えられるようになると、試験対策だけでなく日常のトラブル対応にも役立ちます。
次回は、この道のりの上でデータがどう宛先を見つけるのか（IPアドレスとDNS）を取り上げる予定です！
では！
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