はじめに
AWSのインフラ設計には、アプリケーションのセキュリティとパフォーマンスを支えるネットワーク環境の構築が重要です。本記事では、AWSのVPC（Virtual Private Cloud）を活用して、セキュアで効率的なネットワーク環境を構築するための基本項目について解説します。VPCの基本からセキュリティグループ、ネットワークACL、NATゲートウェイまで、概要をしっかり把握していきましょう。
VPC（Virtual Private Cloud）とは？
VPCは、AWS内に自分専用の仮想ネットワークを構築するためのサービスです。このネットワーク内では独自にIPアドレス範囲を定義し、サブネットやゲートウェイ、ルートテーブルを用いてネットワークを制御できます。VPCを利用することで、外部ネットワーク（インターネット）との接続や、内部でのアクセス制限を細かく設定可能です。
VPCでできること
- 自分専用のプライベートネットワーク空間を確保
- パブリックサブネットやプライベートサブネットを使って内部ネットワークと外部ネットワークのアクセスを制御
- セキュリティグループやネットワークACLでアクセス制限を設定
VPCの基本構成要素
サブネット（Subnet）
VPC内のネットワークを細かく分ける単位で、パブリックサブネットとプライベートサブネットに分類されます。サブネットを活用することで、セキュアで分離されたネットワーク環境を構築できます。
- パブリックサブネット：インターネットゲートウェイを介してインターネットと接続するサブネット。ウェブサーバーや公開APIを設置するのに適しています。
- プライベートサブネット：インターネットからアクセスされないサブネットで、データベースやバックエンドアプリケーションを配置します。
ルートテーブル（Route Table）
ルートテーブルは、各サブネット内のトラフィックがどこへルーティングされるかを定義する設定です。デフォルトではVPC内のサブネット同士は自動で通信できますが、外部へのアクセスを許可する場合はルートテーブルにその設定を追加します。
- パブリックサブネットのルートテーブルにはインターネットゲートウェイ（IGW）へのルートを追加します。
- プライベートサブネットのルートテーブルには、NATゲートウェイへのルートを設定することでインターネットに出ることが可能です。
インターネットゲートウェイ（Internet Gateway）
インターネットゲートウェイは、VPC内のサブネットからインターネットにアクセスするために必要なゲートウェイです。インターネットゲートウェイをパブリックサブネットのルートテーブルに追加することで、インターネット接続が可能になります。
パブリックサブネットとプライベートサブネットの構築
- パブリックサブネットの構築
- インターネットからアクセスできるサーバーを設置する場合に使用します。
- インターネットゲートウェイをルートテーブルに設定して、インターネットへの出入りを可能にします。
- プライベートサブネットの構築
- インターネットからアクセスされない内部サーバー用のサブネットです。データベースや機密情報を保持するサービスを置くのに適しています。
- 必要に応じて、NATゲートウェイを経由してインターネットにアクセスできるようにします（例えば、ソフトウェアの更新や外部APIの利用など）。
セキュリティグループとネットワークACLの設定
セキュリティグループ（Security Group）
セキュリティグループは、VPC内のリソース（例：EC2インスタンス）の入出力トラフィックを制御するための設定です。特定のIPやポートからのアクセスのみを許可するなど、詳細な設定が可能です。
- 入出力ルール：入ってくる通信（インバウンド）や出ていく通信（アウトバウンド）の許可/拒否をルールで指定します。
- ステートフル：インバウンドで許可された通信に対して、アウトバウンドも自動で許可されます。
ネットワークACL（Network ACL）
ネットワークACLは、サブネットレベルでのトラフィック制御を行うための設定です。セキュリティグループがインスタンス単位での制御を行うのに対し、ネットワークACLはサブネット全体に適用されます。
- 入出力ルール：許可または拒否ルールを設定し、トラフィックの制御が可能。
- ステートレス：インバウンドで許可した場合でも、アウトバウンドを個別に設定する必要があります。
セキュリティグループとネットワークACLの違い
| 項目 | セキュリティグループ | ネットワークACL |
|---|---|---|
| 適用レベル | インスタンス | サブネット |
| トラフィック制御 | ステートフル | ステートレス |
| 推奨用途 | インスタンスやリソースの保護 | サブネットレベルのトラフィック管理 |
NATゲートウェイやVPN接続の設定
NATゲートウェイ（NAT Gateway）
プライベートサブネットのインスタンスがインターネットにアクセスするためのゲートウェイです。例えば、外部APIへのアクセスやソフトウェアの更新に必要です。NATゲートウェイを使用することで、プライベートサブネット内のリソースがインターネットにアクセスできるようになりますが、逆にインターネットからのアクセスは遮断されます。
VPN接続（Virtual Private Network）
VPN接続は、オンプレミスの環境とAWSのVPCを接続するための方法です。VPN接続を利用すると、安全な通信経路を通してAWS内のリソースにアクセスできます。
VPCとネットワーク設計のポイント
- サブネットの分離：パブリックとプライベートサブネットを適切に使い分ける。
- セキュリティの強化：セキュリティグループとネットワークACLで通信制御を設定。
- インターネットアクセスの最適化：NATゲートウェイやインターネットゲートウェイの使い分けで効率よくアクセスを管理。
- VPN接続の利用：オンプレミス環境とVPCをつなぎ、安全にクラウドリソースを利用。
まとめ
AWSのVPCを利用すると、クラウド上に自分専用のネットワーク環境を構築でき、セキュリティやスケーラビリティを高めたシステム設計が可能です。初心者の方は、まずサブネットやセキュリティグループといった基本設定を理解し、実際のプロジェクトで適用してみましょう。
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