インターネットはどうつながっているのか

端末、ルーター、基地局、通信事業者、海底ケーブル、サーバーがつながり、情報が現実の地球上を移動する基本を学びます。

私たちは普段、スマホやPCでWebサイトを開いたり、動画を見たり、メッセージを送ったりしています。

画面上では、ただアプリを開いているだけに見えます。

しかし実際には、あなたの端末から相手のサーバーまで、情報が現実の地球上を移動しています。

インターネットは、現実から切り離された抽象空間ではありません。

地球上には、国と国、都市と都市、建物と建物をつなぐ大量の通信ケーブルがあります。

特に、国を越えた通信では海底ケーブルが重要な役割を持っています。

海の底には、大陸同士をつなぐ通信ケーブルが張り巡らされています。

海底ケーブルが実際にどのように張り巡らされているのかを見たい場合は、TeleGeography が提供している「Submarine Cable Map」という地図サイトを見ると分かりやすいです。

URL : https://www.submarinecablemap.com/

世界中の主要な海底ケーブルや、ケーブルが陸に上がる場所を地図上で確認できます。

ただし、このような地図は海底ケーブルの全体像を理解するための参考資料であり、あなたの通信が毎回その通りの経路を通るという意味ではありません。

つまり、あなたが海外のWebサイトを見るとき、その通信の多くは空を飛んでいるのではなく、地上の光ファイバーや海底ケーブルを通って、遠くのサーバーまで届いています。

ただし、通信が必ずケーブルだけを通るわけではありません。

現在でも衛星通信は使われており、これからは衛星通信が使われる場面も少しずつ増えていくと考えられます。

とはいえ、大量のデータを安定して運ぶ中心的な基盤は、今のところ光ファイバーや海底ケーブルです。

通信は、情報を信号に変えて運んでいる

通信では、文字、画像、動画、音声などの情報を、そのまま送っているわけではありません。

コンピューターは、情報を細かいデータに変えて扱います。

その基本になるのが0と1です。

たとえば、文字の「A」も、コンピューターの中では決められた0と1の並びとして扱われます。

A = 01000001

このように、文字や画像や動画は、コンピューターが扱える数字のデータに変換されます。

そして、その0と1のデータは、実際には何らかの信号として運ばれます。

電気の信号。

光の信号。

電波の信号。

たとえば単純化すると、機械は「電圧が高い状態」を1、「電圧が低い状態」を0のように判断できます。

光ファイバーなら、光の変化を使って情報を運びます。

Wi-Fiやスマホの通信なら、電波の変化を使って情報を運びます。

実際の通信では、ただオンとオフを切り替えるだけではなく、電気・光・電波の強さ、タイミング、周波数、位相などの変化を使ってデータを表します。

つまり通信とは、簡単に言えば、次のような流れです。

人間が見ている情報
↓
0と1のデータ
↓
電気・光・電波などの信号
↓
相手の機械に届く

ここでは深く覚える必要はありません。

まずは、インターネット上の情報は、現実の信号として運ばれていると理解してください。

無線通信も、ずっと空中を飛んでいるわけではない

スマホやWi-Fiは無線なので、ケーブルとは関係ないように見えるかもしれません。

しかし実際には、無線なのは通信の一部だけです。

たとえば、自宅のWi-Fiでは、スマホやPCからWi-Fiルーターまでは電波で通信します。

しかし、そのルーターの先は、多くの場合、光回線などの有線ネットワークにつながっています。

スマホのモバイル通信も同じです。

スマホから基地局までは電波で通信します。

しかし基地局の先では、通信事業者のネットワーク、光ファイバー回線、その他の中継回線などを通って、インターネットへ接続されます。

つまり、多くの通信は次のような流れになります。

スマホ・PC
↓
電波
↓
Wi-Fiルーターや基地局
↓
通信事業者のネットワーク
↓
インターネット
↓
Webサイトのサーバー

無線通信とは、最初から最後まで空中を飛ぶ通信ではありません。

多くの場合、近くの機器までは電波で、その先はケーブルや通信事業者のネットワークを通って進みます。

衛星通信も、基本的にはこの考え方の延長にあります。

端末やアンテナから衛星までは電波で通信しますが、その先で地上局や通信事業者のネットワークに接続され、インターネットへつながります。

インターネットは1本の巨大な線ではない

インターネットは、世界中をつなぐ1本の巨大なケーブルではありません。

実際には、たくさんのネットワークがつながってできています。

ネットワークとは、複数のコンピューターやスマホなどをつなぎ、情報をやり取りできるようにした仕組みのことです。

たとえば、家庭の中でスマホやPCがWi-Fiルーターにつながっている状態も、小さなネットワークです。

学校や会社にも、それぞれのネットワークがあります。

携帯キャリアにも、通信事業者にも、データセンターにも、クラウド事業者にも、それぞれのネットワークがあります。

そして、そのようなネットワークがさらに外のネットワークとつながることで、世界中のサーバーや端末とデータをやり取りできるようになります。

つまりインターネットとは、

ネットワークの集合体

です。

1つの巨大な機械が世界中の通信を管理しているわけではありません。

家庭のネットワーク、会社や学校のネットワーク、携帯キャリアのネットワーク、通信事業者のネットワーク、データセンターのネットワークなどが、共通のルールで接続されています。

このように、たくさんのネットワークが互いにつながってできている巨大な仕組みが、インターネットです。

Webサイトはどこかのサーバーにある

Webサイトのデータは、どこかのサーバーに置かれています。

サーバーとは、あなたの端末からの要求を受け取り、必要なデータを返すコンピューターです。

あなたがWebサイトを開くと、あなたの端末はサーバーに向けて、

このページのデータをください

という要求を送ります。

サーバーはそれを受け取り、ページを表示するためのデータを返します。

そのデータがあなたの端末に届き、ブラウザ上にWebページとして表示されます。

ただし、大きなWebサイトでは、元のサーバーだけでなく、CDNと呼ばれる配信用サーバーからデータが届くこともあります。

CDNは、Webサイトのデータを世界中の複数の場所に置いて、利用者に近い場所から速く届けるための仕組みです。

CDNの詳しい仕組みについては、別の記事で扱います。

ここでは、Webサイトを見るという行為は、あなたの端末とサーバーの間でデータをやり取りしていることだと理解してください。

匿名性を学ぶうえで大事な視点

匿名性を考えるとき、まず大事なのは、通信がどこを通るのかを知ることです。

あなたの通信は、何もない空間を直接サーバーまで飛んでいるわけではありません。

端末から始まり、Wi-Fiルーター、基地局、通信事業者のネットワーク、海底ケーブル、データセンターなどを通って、目的のサーバーへ届きます。

場合によっては、衛星通信やCDNのような仕組みを通ることもあります。

その途中には、通信を中継する機器や事業者があります。

だから匿名性を考えるときは、単に「名前を入力していないから匿名」と考えるのではなく、

通信がどこを通るのか
どの場所で情報が見える可能性があるのか
どの情報が記録される可能性があるのか

を分けて考える必要があります。

IPアドレス、DNS、HTTPS、通信ログについては、それぞれ別の記事で扱います。

まとめ

インターネットは、現実のインフラの上に成り立っています。

地球上には、光ファイバーや海底ケーブルのような通信インフラが張り巡らされています。

海底ケーブルの全体像を見たい場合は、Submarine Cable Map のような地図サイトを見ると、インターネットが現実の地球上にあるインフラで支えられていることが分かりやすくなります。

URL : https://www.submarinecablemap.com/

スマホやWi-Fiも、途中までは電波を使いますが、その先では多くの場合、有線のネットワークや通信事業者のネットワークにつながっています。

衛星通信も少しずつ使われる場面が増えていくと考えられますが、現時点で大量のデータを運ぶ中心的な基盤は、光ファイバーや海底ケーブルです。

通信では、文字や画像や動画を0と1のデータに変え、それを電気・光・電波などの信号として運びます。

そしてインターネットは、1本の巨大な線ではなく、世界中のネットワークが接続された集合体です。

この「通信は現実の地球上を通っている」という感覚が、ネットワークと匿名性を理解する最初の土台になります。

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