ITインフラ・ネットワークの基礎知識

初めてIT関連の仕事をされる方向け
ITインフラとネットワークの基礎

目次

ITインフラについて

コンピュータ業務の説明の中で、記載されているITインフラについて、解説したいと思います。
ITインフラと一言で表現しても、インフラを構成する切り口としていくつかあります。

  • ネットワーク:
    • 機器同士を接続する仕組み(LAN、WAN、インターネットなど)
  • セキュリティ:
    • ファイアウォールや認証など、情報を守る仕組み
  • クラウドサービス:
    • インターネット経由で利用するサーバーやサービス
  • オンプレミス(実機)
    • サーバー:アプリケーションやデータを保存・処理するコンピュータ
    • ストレージ:データを保存する装置 (SDD(ソリッドステートドライブ)、HDD(ハードディスクドライブ)
    • データベース:大量のデータを効率的に管理するシステム
  • 利用者(クライアント):
    • ITインフラのサーバー利用時の環境

ITシステムを動かすためには、上記のような構成が必要になります。
ネットワーク、ハード機器があり、設定作業、アプリケーションが必要でいろいろな構成の知識が必要です。

ネットワークについて

ネットワークとは、複数のコンピューター、スマートフォン、サーバー、プリンターなどを接続し、データや機能を共有する仕組みです。
代表例はインターネットで、世界中のネットワーク同士がつながって構成されています。

ネットワークでできること

  • Webサイトの閲覧やメールの送受信
  • ファイルやプリンターの共有
  • クラウドサービスの利用
  • 社内システムや業務アプリケーションへの接続
  • オンライン会議や動画配信

インフラの各機器をネットワークで接続することにより、機器の共有やメールの送受信ができることになる。

主な構成要素

  • 端末:
    • PC、スマートフォン、サーバー、IoT機器など
  • ルーター:
    • 異なるネットワーク間でデータを適切な宛先へ送る機器
  • スイッチ:
    • 社内LANなどで複数の機器を接続する機器
  • アクセスポイント:
    • Wi‑Fiで端末をネットワークへ接続する機器
  • 回線:
    • 光回線、モバイル通信、VPNなど、データを運ぶ経路

ネットワークを利用するには、いろいろな役割の機器やソフトを設定・接続して使用します。

ネットワークの主な種類

  • LAN:
    • 家や会社など、近い場所にある機器をつなぐ小さなネットワーク。
  • WAN:
    • 遠く離れた場所(東京と大阪など)のLAN同士をつなぐ広いネットワーク。
  • インターネット:
    • 世界中をつなぐ、いちばん大きなネットワーク。
  • イントラネット:
    • 会社や学校の中だけで使う閉じたネットワーク。

ネットワークについても、システムの機能、役割(社外向け、社内向け等)の違いでネットワークの構成が変わってきます。

自社でサーバーなどの物理機器を持たず、インターネットを通じて必要なコンピューター資源(サーバー、ストレージ、ネットワークなど)を必要な分だけ借りて利用する仕組みのことです。

クラウドサービス(環境)のメリットと特徴コスト削減

初期費用(機器の購入費など)を抑えられ、実際に使用した分だけ支払う「従量課金制」が主流です。

サーバーの構成が決まったら、クラウドサービスの利用を検討します。
規模の大きなシステムでは、クラウドサービスのほうが初期費用が抑えられ、また、拡張性が高いので費用対効果が大きいと思います。

柔軟性と拡張性

アクセス増加時などには、瞬時にサーバーの処理能力や容量を増やすことができ、不要になればすぐに減らすことができます。
運用の効率化: 機器のメンテナンスや故障対応はサービス提供事業者が行うため、自社の管理負担が軽減されます。

クラウドサービスでは、サーバー機器のメモリ、ディスク容量、キャッシュメモリ等を、増・減設が可能です。
運用を実施するうえでは、未来のデータ量やトランザクション量、トラフィック等の計画がずれても都度変更可能です。

クラウドサービスの種類

主なサービスの種類(提供形態)クラウドのITインフラは、提供される機能によって主に以下の3つに分かれます。

  • IaaS(イアース / Infrastructure as a Service)
    • サーバーやストレージなどの「土台(インフラ)」そのものを貸し出すサービスです。代表例として Amazon Web Services (AWS) や Microsoft Azure、Google Cloud があります。
  • PaaS(パース / Platform as a Service)
    • インフラだけでなく、システム開発や実行に必要なソフトウェアのプラットフォームまでをセットで提供するサービスです。
  • SaaS(サース / Software as a Service)
    • 完成されたアプリケーション(メール、チャット、会計ソフトなど)をインターネット経由で利用するサービスです。
    • 例として Microsoft 365 や Google Workspace

クラウドサービスには、3つのパターンがあり利用目的等をもとに選定することが可能です。
ブログを作成するときなども、レンタルサーバー(クラウド:PaaSに近い)を利用すると設定や運用等も合わせてサービス提供されるため便利です。
このブログは、XServerレンタルサーバーを利用しています。

クライアント・サーバーシステムとは

ネットワークを通じて、サービスやデータを提供する側(サーバー)とそれを利用する側(クライアント)に役割を分担して通信・処理を行うシステムモデルのことです。

クライアント・サーバーシステム(クラサバ)は、ネットワークを利用して接続します。
企業等で使用されているシステムは、ほとんどがクライアント・サーバーシステムです。

サーバーについて

ネットワークを通じて他の端末(パソコンやスマホなど)にデータや機能を提供するコンピューター、またはそのソフトウェアのことです。
私たちがWebサイトを見たり動画を観たりするのは、クライアントからサーバーへアクセスし、データを要求するやり取りが行われているからです。

サーバーの種類(代表的なもの)

  • WEBサーバー
    • インターネット上でWebサイトやアプリケーションのデータを保管し、ユーザー(ブラウザ)からの要求(リクエスト)に応じて、HTMLや画像などのコンテンツを送信するコンピュータ
  • メールサーバー
    • 電子メールの送受信や保管を行うコンピューター
  • ファイルサーバー
    • ネットワーク上で複数のユーザーがデータを保管・共有するためのシステムや専用コンピューター
  • データベースサーバー
    • DBMS(データベース管理システム)を使用し、大量のデータを一元的に管理し、保存・検索・更新などの機能を提供するコンピューター
  • アプリケーションサーバー
    • JavaやPHPなどのプログラムを管理し、ビジネスロジック(業務処理のプログラム)を実行するコンピュータ
  • DNSサーバー
    • 「ドメイン名(例: example.com)」を、コンピューターがネットワーク上で通信相手を識別するための「IPアドレス(例: 192.0.2.1)」に変換(名前解決)するコンピュータ

サーバーには、いろいろな役割を持つサーバーがあり、システムの内容、規模により必要なサーバーの構成を取り決めていきます。

クライアントについて

サーバー(情報やサービスを提供する側)に対して、必要な処理やデータの提供を要求する側の端末やソフトウェアのことです

クライアントの種類

  • ファットクライアント(シッククライアント・通常のパソコン端末を利用)
    • 特徴: クライアント側(パソコンなど)に専用のアプリケーションソフトをインストールし、処理の大部分(画面表示やデータの演算・加工など)を実行します。
    • メリット: 端末単体の処理能力が高く、リッチなGUI操作が可能。
    • デメリット: 端末ごとの導入やアップデートなどの管理・保守の手間が大きい。
  • シンクライアント(シンクライアント端末を利用)
    • 特徴: 画面の表示とキーボード・マウスの入力のみをクライアント端末で行い、実際のデータ処理やアプリケーションの実行はすべてサーバー側で行う方式です。
    • メリット: クライアント端末にデータが残らないため、セキュリティが非常に高く、端末の保守管理コストが削減できる。
    • デメリット: ネットワークの通信速度に依存しやすく、オフラインでは利用できない。
  • Webブラウザ(ゼロクライアント)
    • 特徴: 専用アプリをインストールする代わりに、Google ChromeやMicrosoft EdgeなどのWebブラウザを介してサーバー(Webサーバー)にアクセスし、システムを利用します。
    • メリット: 端末を選ばず、ソフトウェアの配布や更新がサーバー側のみで完結するため管理が容易

クライアントの選択についても、システムの仕組みや利用状況等によって選択肢がいろいろあります。
セキュリティーを強化したい場合は、シンクライアントを利用します。
シンクライアント端末には、データを保持できないので、紛失時等に情報漏洩することが防げます。
WEBブラウザでは、端末は選びませんのでいろいろな端末で利用可能です。
ただ、データをダウンロードする機能があると、どこにでもデータが保存されることもあるので、セキュリティーを強化するのであれば、ダウンロード機能は搭載しません。
また、画面ショット等の制限も必要です。

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