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ネットワーク基礎:TCP/IP・HTTP・DNS・CDN
ファイアウォール基礎

ネットワーク基礎:TCP/IP・HTTP・DNS・CDN

ブラウザからサーバーまでデータが届く仕組みを、OSI・TCP/IP、IPとルーティング、TCP/UDP、HTTP/HTTPS、DNS、CDNから体系的に学びます。通信障害や構成選択をプロトコルから考えられるようになります。

1
ネットワークの全体像
0. ネットワークとは8分
1. OSI 7階層モデル10分
2. TCP/IP 4階層モデル9分
3. パケットとフレーム9分
4. ルーター・スイッチ・ハブ9分
2
IP とルーティング
0. IPアドレス (IPv4 / IPv6)10分
1. サブネットマスクと CIDR11分
2. NAT とプライベートIP9分
3. ルーティングと経路選択10分
4. ファイアウォール基礎9分
3
TCP / UDP
0. TCP と UDP の違い9分
1. 3-way ハンドシェイク9分
2. 輻輳制御と再送10分
3. UDP の用途 (DNS / 動画 / ゲーム)8分
4. ポート番号と well-known port9分
4
HTTP / HTTPS
0. HTTP の基本10分
1. HTTP メソッド9分
2. HTTPS と TLS ハンドシェイク10分
3. HTTP/2 と HTTP/3 (QUIC)10分
4. REST API の設計原則10分
5
DNS とドメイン
0. DNS とは8分
1. レコードタイプ10分
2. 名前解決の流れ10分
3. DNS キャッシュと TTL9分
4. CDN の仕組みと Anycast10分
6
応用
0. ロードバランサ (L4 / L7)10分
1. プロキシとリバースプロキシ9分
2. WebSocket とリアルタイム通信9分
3. gRPC と HTTP/2 利用10分

ネットワーク基礎:TCP/IP・HTTP・DNS・CDN

01ネットワークとは
02OSI 7階層モデル
03TCP/IP 4階層モデル
04パケットとフレーム
05ルーター・スイッチ・ハブ
06IPアドレス (IPv4 / IPv6)
07サブネットマスクと CIDR
08NAT とプライベートIP
09ルーティングと経路選択
10ファイアウォール基礎
11TCP と UDP の違い
123-way ハンドシェイク
13輻輳制御と再送
14UDP の用途 (DNS / 動画 / ゲーム)
15ポート番号と well-known port
16HTTP の基本
17HTTP メソッド
18HTTPS と TLS ハンドシェイク
19HTTP/2 と HTTP/3 (QUIC)
20REST API の設計原則
21DNS とは
22レコードタイプ
23名前解決の流れ
24DNS キャッシュと TTL
25CDN の仕組みと Anycast
26ロードバランサ (L4 / L7)
27プロキシとリバースプロキシ
28WebSocket とリアルタイム通信
29gRPC と HTTP/2 利用

ネットワーク基礎:TCP/IP・HTTP・DNS・CDN

ファイアウォール基礎

通す口を絞る

片道だけ許可すると、応答が返ってこない

関所を置いて「外から中への 443 番は通す」と書いたとします。これで Web サーバーは公開できます。

では、中から外へ見にいく通信はどうでしょうか。「中から外への 443 番は通す」と書いても、それだけでは動きません。応答が外から中へ入ってくるからです。応答の分も許可しなければならず、要求と応答で 2 本ずつ書くことになります。ルールが 100 本あれば 200 本です。しかも応答が返ってくる番号は毎回変わるので、書きようがありません。

会話を覚えていれば、片道だけ書けばいい

そこで、いまのファイアウォールはやりとりの状態を覚えています。中から外への通信を許可した時点で「この会話が進行中」と記録し、その会話に対する応答は自動で通します。

おかげで、書くべきルールは片道分だけになります。家庭用ルーターの内蔵ファイアウォールも、クラウドのセキュリティグループも、この方式です。「中から外は自由、外から中への新規の呼びかけは拒否」という既定値が成り立っているのは、この記録があるからです。応答は新規の呼びかけではなく、進行中の会話の続きだと判別できます。

覚えている以上、限りもあります。会話の記録は表に溜まるので、同時に扱える会話の数には上限があります。攻撃を受けたときはもちろん、正常な高負荷でもこの表は埋まります。埋まると新しい通信を受け付けられません。ファイアウォールそのものが詰まって全部止まる、という壊れ方があることは頭に入れておいてください。

拒否を最後に置くか、最初に置くか

判断材料は、送り主と宛先の IP アドレス、宛先の番号、TCP なのか UDP なのか、そして先ほどの会話の状態です。ルールは上から順に照合され、最初に当てはまったものが適用されます。

プレーンテキスト

許可  すべての送信元から  Web サーバー群の 443 番へ
許可  社内の範囲からのみ  DB サーバー群の 5432 番へ
拒否  それ以外すべて

最後の 1 行が肝心です。明示的に許可したものだけを通し、残りは全部落とす。この順序にしておけば、書き忘れは「通らない」という形で表面化します。逆に「基本は通す、危ないものだけ落とす」と書くと、書き忘れが素通りになり、誰も気づけません。動かないほうが安全側なので、面倒でも許可を並べる形にします。

クラウドでも考え方はそのままです。仮想マシンやコンテナの手前に置く設定画面は、名前こそ違っても、やっているのはここで見た許可の並べ方そのものです。違うのは、境界の機器ではなく個々のインスタンスに紐づく点で、そのぶん細かく絞れます。

関所だけでは守りきれない

ファイアウォールは万能ではありません。443 番を許可した以上、その中を流れる中身は素通りします。中身に仕込まれた攻撃を止めたければ、要求の中を開けて読む別の仕組みが要ります。中から外への通信を許可している以上、内部に入り込んだものが情報を持ち出すのも止められません。

だから 1 枚で守ろうとしません。境界の関所、機器そのものの設定、アプリの認証、記録の監視と、性質の違う守りを重ねます。1 枚破られても次で止まる、という組み方をします。止められないものを先に一覧にしておくと、次に何を足すべきかが決まります。ファイアウォールを入れて安心してしまう状態が、いちばん危ないところです。

このレッスンに出てくる用語

意味があいまいなまま進んだ語は、ここから読み直せます。

  • サーバークライアント(ブラウザなど)がリクエストを送り、サーバーがレスポンスを返す。
  • ルーターURL ごとの処理を束ねたモジュール
  • クラウドクラウドはインターネット経由でサーバーリソースを借りる形態。
  • セキュリティグループEC2 等のインバウンド制御
  • ループ繰り返し処理。矢印で戻すか専用記号で示す
  • 判断YES/NO 分岐を表す菱形
  • コンテナデータ取得や状態を担う上位コンポーネント
  • インスタンスクラスから生成された実体
生田 陸人
監修生田 陸人
ゆめさくエンジニア / 現役ソフトウェアエンジニア監修者プロフィールを見る →
編集 ゆめさく編集部·公開 2026/05/27·更新 2026/08/26

関連レッスン

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    信頼性重視の TCP と速度重視の UDP の使い分けを理解します。

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    HTTP リクエストとレスポンスの構造、ステータスコードを理解します。

  • DNS とは

    人間が読める名前と IP を結びつける DNS の役割を理解します。

  • ロードバランサ (L4 / L7)

    L4 と L7 ロードバランサの違いと使い分けを理解します。

分からないところは Tap (AI先生) に質問できます

24 時間いつでも、あなたのレベルに合わせて日本語で答えます。

復習ミニクイズ

ステートフルファイアウォールの説明として正しいものはどれですか