無線LANとは何か？通信方式やセキュリティなどわかりやすく解説！

無線LANは、私たちの生活やビジネスに欠かせないインフラとなっています。その利便性は、ケーブルを使わずにインターネット接続が可能である点にあり、モバイルデバイスやIoT機器の普及とともにますます重要性を増しています。

特に、家庭やオフィス、公共スペースでの利用が拡大する中で、無線LANは通信環境を効率化し、柔軟なネットワーク構築を可能にしています。 また、技術革新により通信速度や安定性が向上し、私たちの日常生活やビジネスの可能性を広げています。

本記事では、無線LANの基礎から最新技術、そしてその課題や未来の展望に至るまで、詳細に解説していきます。

無線LANの定義と基本構造

無線LANは、物理的なケーブルを必要とせず、無線通信を利用してデバイス間でデータを送受信するローカルエリアネットワーク（LAN）を指します。この技術は、家庭、企業、学校、さらには公共空間など、さまざまな場面で広く活用されています。無線LANにより、モバイルデバイスやIoT機器が簡単にネットワークに接続できるようになり、従来の有線LANと比べて高い柔軟性を実現しています。

無線LANの中心となる規格は、IEEE（米国電気電子学会）によって定められた802.11シリーズです。この規格は、無線通信の基盤を提供し、多くの製品で互換性が保たれることを保証しています。本章では、無線LANの基本的な定義、IEEE 802.11とWi-Fiの関係性、さらに無線LANを構成する主要な要素について詳しく解説します。

無線LANとは何か？

無線LANとは、特定のエリア内で電波を利用してデバイス間の通信を可能にするネットワーク技術です。このエリアは家庭やオフィス、学校、公共施設などに限定されることが一般的で、通信範囲は無線LANアクセスポイントの性能や周波数帯によって異なります。無線LANの主な特徴は、物理的な配線が不要であることに加え、設置や移動が容易である点です。

さらに、無線LANは有線ネットワークの補完技術としてだけでなく、現在ではモバイルデバイスやIoT機器の普及を支えるインフラとして不可欠な存在となっています。従来の有線LANと比較して、初期コストを抑えることができるため、コストパフォーマンスにも優れています。

IEEE 802.11とWi-Fiの関係性

IEEE 802.11は、無線LAN技術の基盤を形成する規格であり、Wi-Fiはこの規格に基づいた製品を認証する商標です。Wi-Fiという名称は、Wi-Fi Allianceという組織が製品の相互運用性を保証するために提供しているブランドです。

IEEE 802.11規格は、技術的な通信方式や周波数帯を定め、Wi-Fi Allianceはこれらの規格を実装した製品が問題なく動作することを保証しています。 例えば、IEEE 802.11bや802.11n、802.11acといった規格があり、それぞれ通信速度や周波数帯域、カバレッジが異なります。これにより、消費者は互換性を心配することなく製品を選べる環境が整えられています。

無線LANを構成する基本要素

無線LANを構成する基本的な要素には、以下のようなものがあります。それぞれが役割を果たし、ネットワーク全体が効率的に機能するために重要です。

アクセスポイント（Access Point, AP）: 無線LANの中枢的な役割を果たし、デバイス間の通信を中継する基地局です。アクセスポイントは、無線信号を発信し、クライアントデバイスとの接続を維持します。多くの場合、有線LANとも接続され、インターネットへのゲートウェイとして機能します。

子機（クライアントデバイス）: 無線LANに接続するデバイスで、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどが含まれます。これらのデバイスには無線ネットワークインターフェースが搭載されており、アクセスポイントとの通信を可能にします。

ネットワークインターフェースカード（NIC）: クライアントデバイスが無線LANに接続するためのハードウェアです。現在では、多くのデバイスに内蔵されているため、ユーザーが意識することなく接続が可能です。NICは、信号の送受信を処理するための重要な役割を果たします。

これらの要素が連携することで、無線LANはシームレスで効率的な通信環境を提供します。特に、アクセスポイントの配置や設定は、ネットワーク全体の性能と安定性に大きく影響を与えるため、慎重に計画する必要があります。

無線LANの歴史と進化

無線LANは、現在では私たちの生活に欠かせないインフラとなっていますが、その普及と進化の背後には数十年にわたる技術革新と挑戦がありました。本章では、無線LANの初期の赤外線通信技術から始まり、IEEE 802.11規格の策定と進化、さらには現在の最新規格やトレンドに至るまでの歴史を詳しく解説します。

初期の赤外線通信技術とその限界

無線通信の基盤となる技術として、最初に利用されたのは赤外線通信でした。赤外線通信は、短距離のデータ転送に適しており、ノートパソコンや携帯電話、さらにはICカード式公衆電話などに搭載されていました。この技術は、ケーブルが不要であるという利便性を提供しましたが、同時にいくつかの重大な制約を伴いました。

赤外線通信の最大の問題は、通信範囲が非常に短く、デバイス間の障害物や向きによって通信が容易に途切れる点です。 また、通信速度も限定的であり、多くのデータを効率的に転送することが困難でした。このような制約から、赤外線通信は広範なネットワーク構築には不向きであり、新たな無線通信技術の登場が待たれていました。

IEEE 802.11規格の策定と進化

無線LANの基盤を形成するIEEE 802.11規格は、1997年に初めて策定されました。この規格により、2Mbps程度の通信速度を持つ初期の無線LAN製品が市場に登場しました。しかし、初期の規格には互換性の問題があり、異なるメーカーの機器間で通信ができないことが課題となりました。また、価格が高いため、一般家庭での利用は限られていました。

その後、IEEEは802.11規格を改良し、新たなバージョンを次々と発表しました。これにより通信速度や安定性が向上し、無線LANは徐々に普及していきました。現在の主な規格については次節で詳述します。

IEEE 802.11b、802.11n、802.11ac、802.11ax（Wi-Fi 6）

無線LANの普及を加速させた最初の大きな規格は、1999年に策定されたIEEE 802.11bです。この規格は、11Mbpsという当時としては高速な通信速度を実現し、無線LANの実用化に大きく貢献しました。802.11bの登場により、無線LANは家庭やオフィスで広く利用されるようになりました。

次に登場したIEEE 802.11n（2009年）は、通信速度が最大600Mbpsまで向上し、2.4GHz帯と5GHz帯の両方を利用可能にしました。この規格により、複数のデバイスが同時に安定した通信を行えるようになり、動画ストリーミングやオンラインゲームといった用途が拡大しました。

2013年には、IEEE 802.11acが発表され、5GHz帯専用の規格として最大6.9Gbpsの通信速度を実現しました。この規格では、MU-MIMO（Multi-User, Multiple-Input, Multiple-Output）と呼ばれる技術が導入され、複数のデバイスが同時に高効率で通信できるようになりました。

最新の規格であるIEEE 802.11ax（Wi-Fi 6）は、2019年に正式化されました。この規格は、最大9.6Gbpsの通信速度を誇り、OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技術により、帯域を細かく分割して多くのデバイスが効率的に通信できるようになっています。Wi-Fi 6は、IoTデバイスが増加する現代社会において、その多接続能力が高く評価されています。

AppleのAirPortの登場による普及促進

無線LANの普及を大きく後押ししたのが、AppleによるAirPortの登場です。1999年、Appleは802.11b規格に基づくAirPortを発表し、その低価格と使いやすさで市場にインパクトを与えました。アクセスポイントが299ドル、カードが99ドルという価格設定は、他社製品と比べて非常に競争力があり、多くの消費者に無線LANの利用を促しました。

AirPortの登場により、無線LANは専門的な技術者だけでなく、一般消費者にも手軽に利用できる技術として広まりました。 その後、日本国内ではバッファローやNECといったメーカーがこれに追従し、無線LAN機器の普及をさらに加速させました。

無線LANの技術と通信方式

無線LANは、その柔軟性と利便性から幅広い利用が進む中で、さまざまな技術と通信方式が採用されています。それぞれの方式や技術には特有の特徴があり、用途や環境に応じて適切な選択が求められます。本章では、無線LANの主要な通信方式であるインフラストラクチャー・モードとアドホック・モード、メッシュネットワーク、ローミング機能、さらに周波数帯域の特性と用途について詳しく解説します。

インフラストラクチャー・モードとアドホック・モード

無線LANには、大きく分けて「インフラストラクチャー・モード」と「アドホック・モード」という2つの通信方式があります。

インフラストラクチャー・モードでは、無線LANアクセスポイント（AP）が中心的な役割を果たし、すべての通信がアクセスポイントを介して行われます。このモードでは、アクセスポイントがネットワークの管理を行い、接続されたデバイス間での通信を中継します。一般的な家庭用ネットワークや企業のWi-Fi環境では、このインフラストラクチャー・モードが採用されています。

一方、アドホック・モードは、アクセスポイントを介さず、デバイス間で直接通信を行う方式です。このモードは、簡易なネットワーク構築や一時的な接続に適しており、例えば、ノートパソコン同士でファイルを共有する場合などに使用されます。ただし、アドホック・モードはセキュリティや通信範囲の制約があり、広範囲での利用には適していません。

メッシュネットワークとその利点

メッシュネットワークは、複数のアクセスポイント（ノード）が互いに通信を行い、ネットワーク全体を構築する方式です。この方式では、各ノードが独立して機能しながら、他のノードと連携してネットワーク全体をカバーします。

メッシュネットワークの最大の利点は、広範囲にわたる安定した通信環境を構築できる点です。 通常のアクセスポイントでは、1台の機器がカバーできる範囲に制約がありますが、メッシュネットワークでは複数のノードが相互接続することで、デッドゾーンを解消し、ネットワーク全体の信頼性を向上させます。

また、障害が発生した場合にも、他のノードが自動的に代替ルートを提供するため、ネットワーク全体の冗長性が高まります。これにより、住宅地やオフィスビル、さらには工場や農場といった広範囲にわたる環境での利用が進んでいます。

ローミング機能の仕組み

ローミング機能は、移動中のデバイスが複数のアクセスポイント間をシームレスに切り替えながら通信を継続できる仕組みです。この機能により、ユーザーはアクセスポイントから離れても、別のアクセスポイントに自動的に接続されるため、通信が途切れることなく利用できます。

ローミングを実現するためには、各アクセスポイントが同じSSID（Service Set Identifier）と認証方式を共有している必要があります。 また、デバイスは信号強度を常に監視し、最適なアクセスポイントへ接続を切り替えるアルゴリズムを実行します。これにより、広いエリア内でのスムーズな通信が可能となり、特に企業や大学キャンパス、ホテルなどで利用されています。

周波数帯域（2.4GHz、5GHz）の特性と用途

無線LANは主に2.4GHz帯と5GHz帯の周波数帯域を利用します。それぞれの帯域には異なる特性があり、用途や環境に応じて使い分けられています。

2.4GHz帯は、通信範囲が広く、障害物に強いという特性があります。このため、壁や床が多い家庭内や広範囲での利用に適しています。ただし、電子レンジやBluetooth機器など、他のデバイスとの干渉が発生しやすい点が課題です。

一方、5GHz帯は、通信速度が高速で、より多くのチャンネルを利用できるため、混雑しにくいという利点があります。これにより、大量のデータを必要とする動画ストリーミングやオンラインゲームに適しています。ただし、通信範囲は2.4GHz帯に比べて狭く、障害物による減衰が大きい点には注意が必要です。

最近では、デュアルバンド対応のアクセスポイントが一般化しており、2.4GHz帯と5GHz帯を同時に利用できる環境が整えられています。これにより、環境に応じた最適な帯域を選択することで、より快適な通信が可能となっています。

無線LANのセキュリティ

無線LANは、便利で柔軟なネットワーク接続を提供しますが、その通信が電波を利用しているため、セキュリティ上の課題が常に存在します。セキュリティを適切に確保しなければ、通信内容が傍受されたり、不正アクセスが行われる可能性があります。本章では、無線LANのセキュリティの重要性、リスク、そして具体的な対策について詳しく解説します。

セキュリティの重要性とリスク

無線LANは、家庭や企業のネットワーク環境を簡単に構築できる反面、外部からの侵入が可能なオープンな通信媒体です。このため、セキュリティが十分に対策されていない場合、通信内容の傍受やクラッキングといったリスクが発生します。

例えば、暗号化されていない無線LANでは、通信内容が第三者に容易に盗聴され、パスワードや機密情報が漏洩する危険性があります。 また、ネットワークが不正に利用されると、データの盗難や、違法行為への悪用といった深刻な問題を引き起こす可能性もあります。

傍受やクラッキングの危険性

無線LAN通信は空間に電波として広がるため、適切な暗号化が施されていない場合、近くにいる第三者が通信内容を傍受することが可能です。さらに、クラッキングツールが広く流通している現在では、技術的な知識がなくてもセキュリティを破ることができる状況にあります。

特に古い暗号化方式であるWEP（Wired Equivalent Privacy）は、現在の基準では脆弱であり、数秒で解読可能とされています。 このため、WEPを利用している場合は、早急により強力な暗号化方式に移行することが求められます。

暗号化技術の種類

無線LANのセキュリティを高めるために、さまざまな暗号化技術が導入されています。以下は、主要な暗号化技術の概要です。

WEP（Wired Equivalent Privacy）: 初期の暗号化技術で、現在は脆弱性が指摘されており使用は推奨されていません。
WPA（Wi-Fi Protected Access）: WEPの改良版であり、TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）を使用してセキュリティを強化しましたが、脆弱性が発見されています。
WPA2: WPAのセキュリティをさらに向上させた規格で、AES（Advanced Encryption Standard）を採用しています。現時点で最も一般的に使用されている方式です。
WPA3: 最新の規格であり、強化された暗号化技術と新たなセキュリティプロトコルを導入しています。KRACK攻撃への対策も施されています。

WEP、WPA、WPA2、WPA3の違い

これらの暗号化技術には、それぞれのセキュリティレベルと特性に大きな違いがあります。

WEPは、初期の暗号化方式であり、現在では使用しないことが推奨されています。 一方、WPAはTKIPを採用し、動的に暗号鍵を変更する仕組みを導入しましたが、既に脆弱性が指摘されています。

WPA2ではAESを採用し、セキュリティが大幅に向上しました。この方式は、現代の家庭用および企業用無線LAN環境で一般的に使用されています。最新のWPA3は、さらに強力な暗号化方式と認証プロトコルを採用し、セキュリティの課題を解決することを目指しています。

家庭向けと企業向けセキュリティ対策

家庭向け無線LANのセキュリティ対策では、WPA2-PSKを使用し、十分な長さと複雑さを持つパスワードを設定することが推奨されます。一方、企業向けでは、RADIUSサーバーを利用した認証方式（WPA2-Enterprise）が一般的であり、より高度なセキュリティが求められます。

AES（CCMP）による暗号化は、現代の無線LANにおいて必須のセキュリティ対策です。 これにより、通信内容の傍受や改ざんを防ぐことができます。

PIN認証のリスクと対策

WPS（Wi-Fi Protected Setup）の一部であるPIN認証は、初心者でも簡単に設定できることを目的としていますが、ブルートフォース攻撃による脆弱性が指摘されています。

対策として、PIN認証を無効にする、または数回の認証失敗でロックされるように設定することが推奨されます。 また、WPSを使用せず、手動で設定を行うことが、より安全なネットワーク構築につながります。

以上のように、無線LANのセキュリティ対策は、多様な脅威に対処するために継続的な見直しと更新が必要です。最新の暗号化方式を利用し、適切な設定を行うことで、安全で信頼性の高いネットワーク環境を維持することが可能です。

無線LANの利用方法と設定

無線LANは家庭や企業、さらには公衆スペースにおいて広く利用されており、適切な設定と管理を行うことで安全で快適な通信環境を実現できます。本章では、家庭での基本設定、企業での無線LANの活用方法、公衆無線LANの利便性、さらにメッシュWi-Fiの導入事例について詳しく解説します。

家庭での設定（SSID、ネットワークキー、WPSなど）

家庭内で無線LANを利用する際、最初にアクセスポイント（ルーター）の設定を行う必要があります。これにより、デバイスが無線LANに接続できる環境が整います。

SSID（Service Set Identifier）は、ネットワークを識別する名前で、ユーザーが簡単にネットワークを見つけられるように設定します。 通常はルーターに初期設定されていますが、他人に推測されにくい名前に変更することが推奨されます。

ネットワークキー（パスワード）は、無線LANに接続する際のセキュリティを保つための重要な要素です。WPA2-PSK方式を選択し、大文字、小文字、数字、記号を組み合わせた強力なパスワードを設定してください。また、WPS（Wi-Fi Protected Setup）は、初心者でも簡単に設定が行える機能ですが、セキュリティリスクがあるため、使用後に無効化することが望まれます。

企業や広範囲での利用（無線LANスイッチ、集中管理）

企業や広範囲で無線LANを運用する場合、複数のアクセスポイントを設置し、それらを効率的に管理するための仕組みが必要です。無線LANスイッチ（または無線LANコントローラー）は、このような環境での集中管理を可能にします。

無線LANスイッチを利用することで、各アクセスポイントの設定や監視が一元化され、運用効率が大幅に向上します。 これにより、企業内の全エリアで均一な通信品質を確保できるだけでなく、障害発生時の迅速な対応が可能となります。また、企業ネットワークでは、RADIUSサーバーを用いたWPA2-Enterprise方式を採用し、高度なセキュリティを確保することが一般的です。

公衆無線LANとその利便性

公衆無線LANは、カフェ、空港、ホテル、駅などの公共スペースで提供されるインターネット接続サービスです。これにより、移動中でも快適にインターネットにアクセスできる利便性を提供します。

公衆無線LANの利便性は、旅行者やビジネスユーザーにとって特に重要であり、データ通信量を節約できる点も魅力です。 ただし、セキュリティ面では注意が必要です。公衆無線LANでは通信が暗号化されていない場合が多く、VPN（仮想プライベートネットワーク）を使用して通信内容を保護することが推奨されます。

メッシュWi-Fiの導入事例

メッシュWi-Fiは、複数のアクセスポイントが相互に接続され、広範囲にわたる安定した無線ネットワークを構築する技術です。家庭やオフィスはもちろん、ホテルや大規模施設でも導入が進んでいます。

例えば、広い住宅地では、メインルーターだけではカバーしきれない範囲をサテライトユニットが補完し、全体でシームレスなネットワーク環境を提供します。また、企業では、ビル全体や工場内での通信が必要な場合、メッシュWi-Fiによりデッドゾーンを解消し、効率的な業務環境を実現しています。

メッシュWi-Fiのもう一つの利点は、導入や管理が簡単である点です。多くの製品が専用アプリによる設定をサポートしており、非専門家でも容易にネットワークを構築できます。これにより、無線LANの利用環境はさらに多様化しています。

無線LANに関連する法規制

無線LANは、その利便性ゆえに広く普及していますが、電波を利用する通信技術であるため、各国では法的な規制が設けられています。これらの規制は、通信の安全性や機器の適正な利用を確保するために必要不可欠です。本章では、日本における電波法、アマチュア無線での無線LANの活用、そして各国での規制や普及状況について詳しく解説します。

日本の電波法に基づく規制と技適マークの重要性

日本では、無線LANを利用するために電波法に基づく規制が適用されます。電波法は、無線通信の適正な運用を確保し、電波干渉を防止することを目的としています。無線LAN機器は、技術基準に適合していることを示す「技適マーク」が必要です。このマークがない機器を使用することは法律で禁止されています。

技適マークは、電波が適切に利用されていることを保証する重要な指標であり、違法な機器の使用は罰則の対象となります。 さらに、技適マークが付与された機器であっても、改造や不適切な使用により技適の適合が無効となる場合があります。そのため、ユーザーは正規品を購入し、技適基準を満たした状態で利用することが求められます。

アマチュア無線における無線LANの活用事例

日本では、アマチュア無線の分野でも無線LAN技術が活用されています。例えば、5.6GHz帯や10.1GHz帯を利用して、遠距離通信や実験的なデータ通信が行われています。このような取り組みは、アマチュア無線技術の発展と新しい応用例の開拓に寄与しています。

ただし、アマチュア無線での利用には、暗号化の使用が禁止されるなど、独自のルールが存在します。 これは、アマチュア無線が技術実験や相互通信を目的としているためであり、通信内容の透明性を確保するための措置です。また、アマチュア無線での無線LAN利用には、適切な免許取得が必要であり、無許可での使用は違法となります。

各国での規制と普及状況の違い

無線LANに関する規制は、国や地域によって異なります。たとえば、アメリカでは連邦通信委員会（FCC）が無線LANに関する規制を管理しており、周波数帯域や出力制限などが定められています。また、自治体による公共無線LANサービスが積極的に展開されており、多くの都市で利用可能です。

一方、ヨーロッパでは欧州電気通信標準化機構（ETSI）が無線LANの技術基準を策定しています。ヨーロッパでは、共通の規格を採用することで、国をまたいだ無線LAN機器の利用が容易になっています。

日本では、ISMバンド（2.4GHz帯など）が広く利用されていますが、この帯域は電子レンジやBluetoothデバイスなど多くの機器で共有されており、混信が発生しやすいという課題があります。そのため、5GHz帯や次世代の6GHz帯の活用が進んでいます。

各国の規制は異なるものの、共通して重要視されているのは、電波の有効利用と通信の安全性です。これらを実現するために、国際的な協力や技術標準の統一が進められています。

無線LANの法規制を理解し、適切に運用することで、より安全で効率的な通信環境を享受することが可能です。

無線LANの未来と課題

無線LANは、私たちの生活やビジネスに不可欠な技術として進化を続けています。その一方で、技術的な進化に伴い新たな課題も生じています。本章では、次世代規格や技術進化の可能性、混信やセキュリティ問題への対応、新しい用途と社会的な影響について詳しく解説します。

次世代規格（Wi-Fi 7など）の可能性

無線LAN規格は常に進化を続けており、現在開発が進められている次世代規格「Wi-Fi 7」（IEEE 802.11be）は、通信速度、遅延、同時接続デバイス数のすべてにおいて現行のWi-Fi 6を大幅に上回る性能を持つと期待されています。

Wi-Fi 7は最大30Gbpsという通信速度を目指しており、これにより4Kや8Kの動画ストリーミング、リアルタイムゲーム、リモートワークなどのデータ負荷が高い用途に対応できるようになります。また、マルチリンクオペレーション（MLO）という新技術を採用することで、異なる周波数帯を同時に利用し、より安定した通信を実現します。

スマートアンテナやビームフォーミングの技術進化

無線LANの性能向上には、アンテナ技術の進化が重要な役割を果たしています。スマートアンテナやビームフォーミングは、その代表的な例です。

ビームフォーミング技術では、特定のデバイスに向けて電波を集中させることで、通信の効率を高め、電波干渉を減少させることが可能です。 この技術は、特に高密度な利用環境や遠距離通信で効果を発揮します。

さらに、スマートアンテナは、リアルタイムで電波の送受信方向を調整する能力を持ち、環境の変化に応じて最適な通信を提供します。このような技術は、IoTデバイスやスマートホーム環境での利用が進む中で、今後さらに重要性を増すでしょう。

混信やセキュリティ問題への取り組み

無線LANの普及に伴い、混信やセキュリティの問題は依然として大きな課題となっています。特に都市部では、多くの無線LANアクセスポイントが密集することで混信が発生し、通信速度の低下や接続の不安定さが問題となります。

これに対応するため、無線LAN規格では5GHz帯や6GHz帯のような新たな周波数帯の利用が進められています。 また、スマートチャネル選択技術やダイナミック周波数選択（DFS）といった技術により、干渉を回避し、安定した通信を実現する取り組みが行われています。

セキュリティ面では、WPA3などの最新暗号化方式の採用が進んでおり、KRACK攻撃やブルートフォース攻撃などの脅威への対策が強化されています。しかし、攻撃技術も進化を続けているため、継続的なアップデートとセキュリティ意識の向上が重要です。

新しい用途や社会的な影響

無線LANの進化は、新しい用途の可能性を広げ、社会にさまざまな影響を与えています。たとえば、スマートシティの構築において、無線LANはセンサーやデバイスを接続する基盤として重要な役割を果たしています。

また、教育現場では、無線LANを活用したオンライン授業やデジタル教材の導入が進み、学習の機会が拡大しています。 医療分野では、リモートモニタリングや遠隔診療の通信基盤として無線LANが活用されており、患者の負担軽減や医療の効率化に寄与しています。

さらに、IoTデバイスの普及により、家庭やオフィスのすべての機器がネットワークでつながる「スマート環境」が実現しつつあります。このような技術革新は、私たちの生活をより便利で効率的なものに変える一方、新たなセキュリティリスクも生み出しています。

無線LANの未来は明るい一方で、技術進化と課題への取り組みが両輪となり、その進展を支えています。これからも、無線LAN技術は私たちの生活と社会に欠かせない存在であり続けるでしょう。

スーパーコンピュータとは何か？歴史や用途と応用分野などわかりやすく解説！