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クラウドネットワーキング

VPC（Virtual Private Cloud） ぶいぴーしー（バーチャルプライベートクラウド）

クラウドネットワークAWSサブネットセキュリティグループファイアウォールプライベートネットワーク
VPCについて教えて

簡単に言うとこんな感じ！

クラウド上に作る「自分専用の仮想オフィスビル」だよ！インターネットという大きな街の中に、自分だけが使えるフロアを借りて、外からの人を自由に制限できる仕切られたスペースのことなんだ。

VPCとは

VPC（Virtual Private Cloud） とは、AWS・Google Cloud・Azure などのパブリッククラウド上に作る仮想的なプライベートネットワーク空間のことです。物理的なサーバーやケーブルを用意しなくても、クラウド内に「自分専用のネットワーク環境」をソフトウェアで構築できます。

イメージとしては、広大なクラウドというマンションの中に「自分だけの部屋（フロア）」を借りるようなものです。他のテナント（企業）とは壁で仕切られており、インターネットからの入退室ルールも自分で自由に設定できます。どのサーバーを外部公開するか、どのサーバーは内側だけに閉じるか、といった細かい制御が可能です。

企業がクラウドにシステムを構築するとき、VPCはほぼ必須の基盤となります。セキュリティ・コスト・運用効率のすべてに関わる重要な概念なので、システム発注・選定の場面でも必ず登場します。

VPCの構造と主要コンポーネント

VPCは複数の部品を組み合わせて構成されます。ビルで例えると以下のようになります。

コンポーネントビルの例え役割
VPCビル全体ネットワーク空間全体の枠組み
サブネット各フロア（部屋）VPCをさらに分割した小さなネットワーク
インターネットゲートウェイビルの正面玄関インターネットとの出入り口
ルートテーブル案内図・エレベーター通信の経路を決めるルール集
セキュリティグループ各部屋の鍵・インターホンサーバー単位の通信許可ルール
ネットワークACLフロアの警備員サブネット単位の通信フィルタ
NATゲートウェイ業者専用の裏口内側から外へ出るための出口（逆は不可）

パブリックサブネットとプライベートサブネット

VPCの設計で最も重要な概念が「パブリックサブネット」と「プライベートサブネット」の使い分けです。

VPC（例: 10.0.0.0/16）
 ├─ パブリックサブネット（10.0.1.0/24）
 │    └─ Webサーバー（インターネットから直接アクセス可）
 │
 └─ プライベートサブネット（10.0.2.0/24）
      └─ DBサーバー（インターネットから直接アクセス不可）

外部に公開したいサーバー（Webサーバーなど）はパブリックサブネットに、外部に見せたくない重要なデータ（データベースなど）はプライベートサブネットに配置するのが基本設計です。

CIDRブロック（IPアドレスの範囲）

VPCを作るときは CIDRブロック（例: 10.0.0.0/16）でIPアドレスの範囲を決めます。/16なら約6万5千個のIPアドレスが使えます。発注時に「どのくらいのサーバー数を想定するか」が設計に影響します。

歴史と背景

  • 2006年 AWS（Amazon Web Services）がサービス開始。当初のクラウドはネットワーク設計の自由度が低かった
  • 2009年 AWSがVPCを発表。クラウド上に企業独自の仮想ネットワークを作れるようになり、セキュリティ要件の高い企業もクラウド移行が現実的に
  • 2011〜2013年 Google Cloud・Microsoft Azureも同様のVPC相当機能（VNet等）を提供開始。クラウドネットワーク設計の標準概念として普及
  • 2013年 AWSが「EC2-Classic」（VPCなしの旧方式）の新規利用を廃止方向へ。VPCが事実上必須に
  • 2022年 AWSがEC2-Classicを完全廃止。VPCなしのクラウド利用は不可能に
  • 現在 マルチクラウド・ハイブリッドクラウドの普及に伴い、VPC間の接続（VPCピアリング・Transit Gateway）が重要テーマに

VPCの構造：図解

VPC（仮想プライベートクラウド） 例: 10.0.0.0/16 パブリックサブネット 10.0.1.0/24 🌐 Webサーバー インターネット公開 ⚖️ ロードバランサー アクセス分散 プライベートサブネット 10.0.2.0/24 🖥️ アプリサーバー 内部のみアクセス 🗄️ データベース 外部から完全遮断 🔒 セキュリティグループ 通信許可ルール（IN/OUT） 🚪 インターネットGW インターネットへの出入り口 ↑ インターネット（外部）

主要クラウドサービスのVPC比較

項目AWS VPCGoogle Cloud VPCAzure VNet
名称VPCVPCVirtual Network（VNet）
リージョン単位◯グローバル（全リージョン共通）◯
無料枠5VPCまで無料共有VPCは有料50VNetまで無料
VPC間接続VPCピアリング / Transit GatewayVPCピアリングVNet Peering
オンプレ接続VPN / Direct ConnectVPN / Cloud InterconnectVPN / ExpressRoute

オンプレミスとのハイブリッド接続

自社のデータセンター（オンプレミス）とVPCを接続する方法は主に2つです。

  • VPN接続：インターネット経由の暗号化トンネル。コストは安いが速度・品質はやや不安定
  • 専用線接続（AWS Direct Connect など）：物理的な専用回線で接続。高品質・高セキュリティだが費用が高い

関連する規格・RFC

規格・RFC番号内容
RFC 1918プライベートIPアドレスの範囲定義（10.x.x.x / 172.16.x.x / 192.168.x.x）
RFC 4632CIDR（クラスレスドメイン間ルーティング）の定義
RFC 2663NAT（ネットワークアドレス変換）の定義
RFC 4364BGP/MPLS VPNの定義（専用線接続の基盤技術）

関連用語