ネットワークデザイン・とは？初心者が知るべき基本と実例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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ネットワークデザイン・とは？

ネットワークデザインは、企業や家庭内の複数の機器をどうつなぐかを計画する作業です。目的は通信の安定性・拡張性・安全性を確保することであり、回線の種類や機器の選定、配線の引き方、運用のルールまでを決めます。

設計の対象は、社内LAN、インターネット接続、無線LAN、クラウド連携、VPNなど多岐にわたります。初心者にもわかりやすく言えば、”どの端末がどう通信し、どの経路でデータが流れるかを決める設計”と考えるとよいでしょう。

ネットワークデザインの基本要素

以下の要素がうまく組み合わさると、トラブルが少なく、使いやすいネットワークになります。

トポロジー

物理的・論理的な配線の形。代表的なものにはスター型、リング型、バス型、メッシュ型、ハイブリッド型があります。

機器

ルータ、スイッチ、ファイアウォール、ロードバランサ、アクセスポイントなど。役割ごとに配置を決めます。

アドレス設計

IPアドレスの割り当て方針。サブネット設計やVLANの分離で効率と安全性を高めます。

セキュリティ

不正アクセス対策、暗号化、監視、障害時の復旧手順を用意します。

代表的なトポロジーと特徴

<th>トポロジーの種類

特徴	利点・課題
スター型	中央の機器に全端末が接続	設計が簡単、局所的な障害で全体影響が出やすい
バス型	一本の共通回線を全機器が共有	配線が少ないが拡張性や故障時の影響が大きい
リング型	データがリング状に回る	中継遅延が少なく、構成が安定する場合があるが障害時の対応が難しい
メッシュ型	多重経路を持つ	高い信頼性、設計とコストが難しい
ハイブリッド型	複数のトポロジーを組み合わせ	実務で最も適用されやすいが設計は複雑

OSI参照モデルと設計の考え方

ネットワークは層ごとに役割が異なります。物理層やデータリンク層は接続の信頼性を作り、ネットワーク層は経路選択を行います。上位層のアプリケーション層は、使うソフトとデータの形式を決めます。設計時には、各層での要件を明確にして、機器の選定や設定を行います。

実務での設計ステップ

以下は、実際にネットワークを設計する時の基本的な流れです。

1. 要件の整理

業務で必要な通信量、セキュリティ、可用性、将来の拡張性を洗い出します。

2. 現状と課題の分析

現場の機器構成、回線の品質、セキュリティの状態を把握します。

3. 設計案の作成

トポロジー、機器の組み合わせ、IP計画、VLAN設計を文書化します。

4. 評価とテスト

シミュレーションや小規模な検証で問題点を洗い出します。

5. 運用設計と監視

障害時の手順、バックアップ、監視基準を決め、運用を開始します。

注意点とよくある誤解

予算や既存機器の制約は設計に大きく影響します。 拡張性を見据えた余裕のある設計を心がけ、冗長性を適切に配慮しましょう。

まとめ

良いネットワークデザインは、通信の安定・速さ・安全を両立します。要件の正確な把握、適切なトポロジーの選択、機器の適切な配置、運用の整備が成功の鍵です。まずは基本を押さえ、実践で徐々に学ぶことが大切です。

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ネットワークデザインの同意語

ネットワーク設計

ネットワークの目的に応じて、機器の選定・接続経路・回線の選択・セキュリティ・運用のしやすさまでを総合的に決める設計作業。

ネットワークアーキテクチャ設計

ネットワークの基本構造・設計思想を具体化する方針を決める作業。

ネットワークアーキテクチャ

ネットワークの基本的な構造や設計思想そのものを指す、設計の核となる概念。

情報通信ネットワーク設計

情報伝達を実現するための企業・組織向けネットワークの全体像を設計する作業。

通信ネットワーク設計

通信機器・回線・ルーティング・セキュリティなどを組み合わせ、通信を安定的に提供するための設計。

LAN設計

ローカルエリアネットワーク（LAN）の構成や機器配置、配線、セグメント分割、セキュリティ方針を決定する設計。

WAN設計

広域ネットワーク（WAN）の接続経路・回線種別・冗長性・品質保証の設計。

トポロジ設計

ネットワークの物理・論理的な接続形状（トポロジ）を選択・配置する設計。

クラウドネットワーク設計

クラウド環境内のネットワーク接続（仮想ネットワーク、サブネット、ゲートウェイ）、セキュリティ、可用性を設計する作業。

ITインフラ設計

IT基盤（サーバ、ストレージ、ネットワーク、セキュリティなど）の全体構成を計画する設計作業。

情報基盤設計

企業の業務を支える情報基盤の全体設計を指し、ネットワーク要素を含めて信頼性・拡張性を考慮して決定する作業。

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ネットワークデザインの対義語・反対語

無計画なネットワーク設計

設計段階での計画性がなく、仕様・要件・目的が曖昧なネットワーク設計の対義語。

乱雑なネットワーク構成

標準化や規則性が欠如し、配線・設定が乱雑で整合性が取れていない状態。

未設計のネットワーク

設計フェーズが未着手、設計書や方針が存在しない状態。

非標準化・非整合なネットワーク

標準規格に従わず、互換性が低く運用が難しい構成。

最適化されていないネットワーク設計

性能・信頼性・コストの最適化が行われていない設計。

アーキテクチャ未定義のネットワーク

全体の設計方針・階層・役割が定義されていない状態。

設計思想を欠くネットワーク

セキュリティ、可用性、拡張性などの基本設計原則が欠落している状態。

実装・運用優先で設計されたネットワーク

設計より実装や運用を優先し、設計が十分に検討されていない状態。

脆弱で不安定なネットワーク

セキュリティ対策や冗長性が不足し、故障に弱い設計。

一貫性のないネットワーク設計

部門や機器ごとに設計方針が異なり、全体として整合性が欠如している状態。

設計プロセスを欠くネットワーク

設計の手順・検証・レビューが欠落している状態。

断片化されたネットワーク設計

部品ごとに独立した設計が行われ、全体の統一性が失われている状態。

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ネットワークデザインの共起語

トポロジー

ネットワークの物理的・論理的な配置とノード間の接続関係を指す設計の基礎要素です。

物理設計

機器の配置、ラック、ケーブル経路、電源・空調など、実機の物理的構成を決める設計領域です。

論理設計

IPアドレス空間、サブネット、VLANなど、仮想的・論理的な構成を決める設計です。

IPアドレス計画

組織全体のIPアドレスの割り当てと階層的な管理方針を定める活動です。

IPv4/IPv6

IPv4とIPv6の採用方針、アドレス設計・移行計画を含む設計要素です。

VLAN設計

仮想LANの分割とトラフィックのセグメンテーションを決める設計です。

ルーティング設計

ルーティングプロトコルの選択・設定、経路計画を決定する領域です。

スイッチング設計

スイッチの配置・階層構成・ポート設定（アクセス/アグリゲーション）を決める設計です。

冗長化/高可用性

障害時にもサービスを継続するための経路・機器・リンクの冗長性を設計します。

リンクアグリゲーション(LACP)

複数の物理リンクを束ねて帯域と冗長性を確保する設計要素です。

QoS (Quality of Service)

重要なトラフィックを優先させるための帯域制御・遅延管理の設計です。

セキュリティ設計

ファイアウォール、IDS/IPS、ACL、ゼロトラストなどを組み込む安全設計です。

ファイアウォール設計

境界・内部のファイアウォール配置とルール設定を決める設計です。

VPN設計

サイト間VPNやリモートアクセスVPNの構成・暗号化・認証設計です。

セグメンテーション

ネットワークを機能別・部門別に分割し、セキュリティと管理性を高める設計です。

NAT/DNAT/NAPT

内部と外部のアドレス変換の方針と適用範囲を定める設計です。

DHCP/DNS設計

動的IP配布と名前解決の仕組み、サーバ構成・運用方針を決定します。

監視と運用

監視ツール（SNMP、NetFlow、sFlowなど）と運用手順・SLA管理を整えます。

クラウドネットワーク設計

クラウドとの接続・ハイブリッド環境・VPC/サブネット設計を含みます。

データセンター設計

データセンター内の機器配置、電源・空調・ケーブリングを総合的に設計します。

SDN/NFV

ソフトウェア定義ネットワークや仮想化機能の設計・導入方針です。

アプリケーション要件

アプリの遅延・帯域・信頼性といった要件をネットワーク設計へ落とし込みます。

WAN設計

広域ネットワークの回線種別選択、経路設計、バックアップ回線の設定です。

セキュリティポリシー

ネットワーク運用の基準・ルールを文書化したポリシーを指します。

バックアップ回線/予備リンク

主要回線が落ちた場合の代替経路を確保する設計です。

災害復旧/BCP設計

災害時の復旧手順と事業継続計画を組み込んだ設計です。

運用自動化/ IaC

構成管理ツールやコード化により設定を自動化する設計思想です。

キャパシティプランニング

将来のトラフィック増加を見越して容量を計画する設計です。

WAN最適化

遅延低減・キャッシュ・圧縮などで WAN パフォーマンスを改善します。

検証設計/テスト計画

設計したネットワークを検証するためのテスト計画と実施方法です。

運用手順書/Runbook

障害時や定常運用時の手順をまとめた文書です。

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ネットワークデザインの関連用語

トポロジー

ネットワーク機器の配置と接続の方式。代表例にはスター型、バス型、メッシュ型、ハブアンドスポークなどがある。

アーキテクチャ

ネットワーク全体の設計思想と構成。要件定義・境界設計・層構造・セキュリティの配置を含む。

ルーティング

データが最適な経路を通るようルールと経路情報を決める仕組み。OSPFやBGPなどのルーティングプロトコルが使われる。

スイッチング

ローカルセグメント内のフレーム転送を行う機能。レイヤ2が基本で、場合にレイヤ3機能を持つ機器もある。

VLAN

仮想的なLANの分割。物理網を論理的に分離することで管理性・セキュリティを向上させる。

IPアドレッシング計画

ネットワーク内のIPアドレスをどう割り当て、階層的に管理するかの計画。

サブネット設計

IPv4/IPv6を小さな単位に分割する設計。CIDRやVLSMを使って効率的に割り当てる。

DHCP

端末に自動でIPアドレスや設定情報を配布する仕組み。

DNS

名前をIPアドレスに変換する仕組み。可用性と応答速度を高める工夫が重要。

NAT

内部のプライベートIPと外部のグローバルIPを変換して、アドレス節約とセキュリティを向上させる。

ファイアウォール

不正な通信を遮断し、許可したトラフィックだけを通すセキュリティ機器・機能。

VPN

公衆回線上に安全な通信トンネルを作り、遠隔地間を安全につなぐ技術。

IPSec

VPNで使われる暗号化・認証の枠組み。データの機密性と整合性を守る。

SSL/TLS VPN

TLSを用いてブラウザ経由で安全に私設網に接続するVPNの一種。

DMZ

公開サーバを配置する境界領域。内部と外部の間に設けるセキュリティゾーン。

ACL

通信の許可・拒否を定義するルールの集合。ルータやファイアウォールで使われる。

IDS/IPS

不正アクセスを検知する IDS と、検知時に防御まで行う IPS の組み合わせ。

QoS

重要度の高いトラフィックを優先して帯域を配分する品質保証機能。

帯域幅

ネットワークが同時に扱えるデータ量の上限。容量が大きいほど多くの通信を同時に流せる。

レイテンシ

データが目的地に到達するまでの遅延時間。

ジッター

遅延の時間的ばらつき。リアルタイム通信には特に影響が大きい指標。

負荷分散

複数の経路や機器にトラフィックを分散して性能と信頼性を高める。

冗長性

故障時にもサービスを継続できるよう、予備機器・経路を用意する設計思想。

高可用性

システムを長時間安定して稼働させることを目指す設計・運用方針。

フェイルオーバー

障害発生時に自動で別の経路・機器へ切り替える仕組み。

容量計画

将来の需要を見越して資源を適切に確保する計画作業。

パフォーマンス監視

ネットワークの状態を監視して遅延・スループットなどの指標を監視・分析する。

トラフィックエンジニアリング

経路制御や帯域管理を最適化して、混雑を減らす技術。

MPLS

広域ネットワークで品質保証と効率的なルーティングを提供する技術。

SD-WAN

複数の回線をソフトウェアで統合・最適化し、費用と信頼性を両立する技術。

クラウドネットワーキング

クラウド環境内のネットワーク設計。VPC/VNet・サブネット・ルーティング・セキュリティグループ等。

ネットワーク仮想化

SDN/NFVなどを用いて物理機器を仮想化し、柔軟性と管理性を高める。

Spine-Leafアーキテクチャ

大規模データセンターの高性能トポロジー。リーフとスパインで階層化された設計。

Hub-and-Spoke

中心のハブと放射状のスポークで拠点を接続するトポロジー。

ワイヤレス設計

無線LANの設置・設計全般。カバレッジ、干渉、セキュリティを考慮。

SSID

無線LANの識別名。複数のSSIDでセキュリティポリシーを分けられる。

Wi-Fi 6 (802.11ax)

高密度環境での高速化と効率を実現する無線規格。

WPA3/802.1X/RADIUS

無線の強力な認証と暗号化を提供する標準。RADIUSは認証サーバの規格。

チャンネル計画

干渉を抑えるために周波数チャンネルを適切に割り当てる作業。

RF設計

電波の到達距離・品質を設計する作業。カバレッジと速度のバランスを取る。

IPv4/IPv6

IPアドレス形式の世代。IPv4は32bit、IPv6は128bit。

CIDR

クラスレスなアドレス表記法。効率的なサブネット設計とルーティングの基礎。

DNSSEC

DNSの応答を署名して改ざんを防ぐセキュリティ拡張。

BGP

自治体間・組織間の経路情報を交換する外部ルーティングプロトコル。

OSPF

内部ネットワークの経路を効率的に計算するリンクステート型プロトコル。

STP

スイッチングループを回避するためのプロトコル。冗長化時の安定性を確保する。

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