AWS の説明を読むと、VPC・サブネット・セキュリティグループ・ポート 443・プライベート IP と、ネットワークの言葉が最初から出てきます。ここが曖昧なまま進むと、「なんとなく設定したら動いた」か「なぜかつながらない」のどちらかになります。この記事は、クラウドを学ぶ前に要るネットワークの言葉を、3つの比喩と1枚の層の図で整理します。
この記事の結論
- ネットワークとは、複数のコンピュータをつないでデータをやり取りできるようにしたもの。「つながっている」は、住所が分かり・経路があり・途中で止められていないの3つが揃った状態です。
- IP アドレスは住所、ポート番号は建物の中の窓口、プロトコルは会話の約束事。この3つで通信の相手と中身が決まります。
- 通信は層に分かれています。TCP/IP の4層のうち、クラウドで日常的に触るのは「インターネット層（IP）」と「トランスポート層（TCP/UDP）」と「アプリケーション層（HTTP・DNS）」です。
- プライベート IP アドレスは内側でだけ通用する住所で、外へ出るには NAT で書き換えます。AWS の VPC は、この「内側の住所の範囲」を自分で決めるものです。
- TCP は確認しながら順番どおりに送る、UDP は確認せずに送る。セキュリティグループの「TCP 443 を許可」は、この言葉で読めます。
ネットワークとは「住所・窓口・約束事」でつながる仕組み
ネットワークとは、複数のコンピュータをつないで、データをやり取りできるようにしたものです。家の Wi-Fi も、会社の LAN も、インターネットも、AWS の VPC も、規模が違うだけで同じ仕組みで動いています。
「つながっている」を分解すると、3つの要素になります。
- 住所が分かる。 相手のコンピュータが、ネットワーク上のどこにいるか。これがIP アドレスです。
- 窓口が分かる。 相手のコンピュータの中で、どのアプリに話しかけるか。これがポート番号です。
- 約束事が合っている。 どういう順番で、どういう形式のデータを送るか。これがプロトコルです。
たとえばブラウザで Web サイトを開くとき、ブラウザは「203.0.113.10（住所）の 443 番（窓口）に、HTTPS（約束事）で話しかける」ことをしています。住所が違えば届かず、窓口が閉じていれば門前払いされ、約束事が違えば会話が成立しません。ネットワークの不具合は、この3つのどれが欠けているかで切り分けます。
ADDRESS / PORT / PROTOCOL通信に要る3つ
住所・窓口・約束事が揃って、初めてつながる
-
IP アドレス＝住所
相手のコンピュータがどこにいるか。192.168.1.10
-
ポート番号＝窓口
その中のどのアプリか。443 は HTTPS
-
プロトコル＝約束事
どう話すか。HTTP・DNS・TCP
IP アドレスは「住所」。内側の住所と外側の住所がある
IP アドレスは、ネットワーク上の機器につける住所です。いま広く使われている IPv4 では、0〜255 の数字を4つ並べて「192.168.1.10」のように書きます。数字は 32 ビットで表され、この決まりは 1981 年の RFC 791 で定められています。
IP アドレスには、通用する範囲が違う2種類があります。
| 種類 | 範囲 | 通用する場所 | 例 |
|---|---|---|---|
| プライベート IP アドレス | 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16（RFC 1918） | 家・会社・VPC の内側だけ。インターネットには出られない | 家の Wi-Fi の 192.168.1.10、VPC の 10.0.1.25 |
| パブリック（グローバル）IP アドレス | それ以外 | インターネット全体で一意 | Web サイトの 203.0.113.10 |
内側の機器が外へ出るときは、出口の機器（家の Wi-Fi ルーター、AWS の NAT ゲートウェイ）が、内側の住所を外側の住所に書き換えます。これがNATです。だから、家の中の何台ものパソコンが、外からは1つの住所に見えます。
AWS の VPC は、「内側の住所の範囲（たとえば 10.0.0.0/16）を自分で決めて、その中にサーバーを置く」ものです。この「/16」や「/24」という書き方（CIDR）は、VPC とは何かで扱います。いまは「内側の住所と外側の住所があり、境目で書き換えている」ことだけ掴んでください。
CHECK 1ここまでの確認
ブラウザが「203.0.113.10 の 443 番に HTTPS で話しかける」とき、443 番は3つのうちどれ?
答えと解説
答え: 2. 窓口（ポート番号）
ポート番号は、同じ住所（コンピュータ）の中でどのアプリに話しかけるかを選ぶ窓口です。443 は HTTPS が待ち受ける既定の窓口です。
ポート番号は「窓口」。同じ住所の中で相手のアプリを選ぶ
1台のコンピュータの中では、Web サーバー・SSH・データベースなど複数のアプリが同時に待ち受けています。住所（IP アドレス）だけでは、どのアプリに話しかけたいのか分かりません。そこで、0〜65535 の番号で窓口を区別します。これがポート番号です。
よく使う窓口は決まっています。
| ポート | 約束事 | 用途 |
|---|---|---|
| 22 | SSH | サーバーに入って操作する |
| 53 | DNS | 名前から住所を引く |
| 80 | HTTP | Web（暗号化なし） |
| 443 | HTTPS | Web（暗号化あり） |
| 3306 | MySQL | データベース |
| 5432 | PostgreSQL | データベース |
AWS のセキュリティグループで「インバウンドで TCP の 443 を許可」と書くのは、「この住所の 443 番の窓口だけ、外からの来訪を通す」という意味です。22 番（SSH）を全世界に開けたまま放置するのは、未経験の人が最初にやりがちな事故で、窓口の意味が分かっていれば避けられます。
PORT IS A DOORポートは窓口
開けた窓口だけが通り、それ以外は止まる
セキュリティグループ（インスタンスの門）
- 443HTTPS 通る全世界から
- 22SSH 通る自分の IP からだけ
- 3306MySQL 止まる外から
プロトコルは「約束事」。層に分かれている
プロトコルは、通信の約束事です。「どういう順番で、どういう形式のデータを送るか」を決めたもので、送る側と受ける側が同じ約束事に従って初めて会話が成立します。
約束事は1つではなく、役割ごとに層に分かれています。インターネットで使われる TCP/IP のモデルでは4層です。
| 層 | 役割 | 代表的なプロトコル | クラウドでの接点 |
|---|---|---|---|
| アプリケーション層 | アプリ同士の会話の中身 | HTTP、HTTPS、DNS、SSH | Web サーバーの設定、名前解決 |
| トランスポート層 | 相手のアプリ（ポート）まで届ける。届いたか確認するかどうか | TCP、UDP | セキュリティグループの「TCP 443」 |
| インターネット層 | 相手のコンピュータ（IP アドレス）まで、ネットワークをまたいで届ける | IP、ICMP | VPC、サブネット、ルートテーブル、ping |
| ネットワークインターフェース層 | 隣の機器へ物理的に届ける | Ethernet、Wi-Fi | AWS が担う（利用者は触らない） |
なぜ層に分けるのか。上の層は、下の層がどう動いているかを知らなくてよいからです。ブラウザ（HTTP）は、相手が Wi-Fi でつながっているか光ファイバーかを気にしません。クラウドでは、一番下の層は事業者が担い、利用者はインターネット層から上を設計します。だから VPC の話は IP アドレスから始まります。
LAYERS約束事は層に分かれる
クラウドでは、インターネット層から上を利用者が設計する
オンプレミス
- ネットワークインターフェース層（Ethernet・Wi-Fi）
- インターネット層（IP・ICMP）
- トランスポート層（TCP・UDP）
- アプリケーション層（HTTP・DNS・SSH）
クラウド
- ネットワークインターフェース層（Ethernet・Wi-Fi）
- インターネット層（IP・ICMP）
- トランスポート層（TCP・UDP）
- アプリケーション層（HTTP・DNS・SSH）
利用者が設計する事業者が担う
CHECK 2ここまでの確認
192.168.1.10 という住所について正しいのはどれ?
答えと解説
答え: 2. 家や VPC の内側でだけ通用する住所
192.168.x.x は RFC 1918 で決められたプライベート IP アドレスの範囲で、内側でだけ通用します。外に出るときは NAT で書き換えられます。
TCP と UDP は「確認するか、しないか」
トランスポート層の2つのプロトコルは、クラウドの設定で毎日目にします。違いは1つです。
- TCP は、相手に届いたかを確認しながら、順番どおりに送ります。最初に「話していい?」「いいよ」「じゃあ始める」の3往復（3ウェイハンドシェイク）で接続を作り、届かなかったデータは送り直します。Web・メール・SSH・データベースは TCP です。現在の仕様は RFC 9293 にまとまっています。
- UDP は、確認せずに送りっぱなしにします。軽くて速い代わりに、届いたかは保証しません。DNS の問い合わせ・動画・音声は UDP です。仕様は RFC 768 で、わずか3ページです。
セキュリティグループの「TCP 443 を許可」「UDP 53 を許可」は、この違いを踏まえた書き方です。Web は TCP、DNS は UDP、と覚えておけば設定で迷いません。
TCP VS UDP確認するか、しないか
Web は TCP、DNS は UDP
TCP
届いたか確認しながら、順番どおりに送る
- 最初に3往復で接続を作る（3ウェイハンドシェイク）
- 届かなかったデータは送り直す
- Web・メール・SSH・データベース
UDP
確認せずに送りっぱなし。軽くて速い
- 接続を作らない
- 届いたかは保証しない
- DNS の問い合わせ・動画・音声
CHECK 3ここまでの確認
セキュリティグループに「UDP の 53 番を許可」と書くのは、何を通すため?
答えと解説
答え: 2. DNS の問い合わせ
DNS の問い合わせは UDP の 53 番を使います。Web は TCP の 443、SSH は TCP の 22 です。TCP と UDP の違いは「届いたか確認するかどうか」です。
まとめ
ネットワークとは、コンピュータ同士がデータをやり取りするためのつながりで、「つながっている」は住所・経路・通過の3つが揃った状態です。IP アドレスは住所、ポート番号は窓口、プロトコルは約束事。プロトコルは層に分かれ、クラウドではインターネット層（IP）から上を利用者が設計します。TCP は確認しながら、UDP は確認せずに送る。次のping と DNS で分かる「つながる」の仕組みで、この言葉を使って「つながらない」を切り分けます。
参照ソース
- RFC 791 “Internet Protocol” — IPv4 のアドレスが 32 ビットであること、IP がネットワークをまたいでパケットを届ける役割であることの根拠（1981年）
- RFC 1918 “Address Allocation for Private Internets” — プライベート IP アドレスの3つの範囲（10/8、172.16/12、192.168/16）の根拠（1996年）
- RFC 9293 “Transmission Control Protocol (TCP)” — TCP の接続確立（3ウェイハンドシェイク）と再送の仕様（2022年）
- RFC 768 “User Datagram Protocol” — UDP が接続を作らず確認もしない仕様の根拠（1980年）
- セキュリティグループを使用してリソースへのトラフィックを制御する（AWS VPC ユーザーガイド） — セキュリティグループのルールが「プロトコル・ポート・送信元」で書かれることの根拠。2026年9月時点の記載
