自宅ネット環境をパワーアップするには

はじめに

筆者は、ITエンジニアをしていますが、自宅のネット環境は、こだわっていませんでした。諸事情により外出先でパソコンを開くことが多くなったため、色々と自宅のネット環境を整備しました。

半年で整備し、できるようになったことは以下です。

• 「外出先」から「自宅」にリモート接続

• 自宅内で無線Wi-Fiの速度向上と電波強度の安定化

• 自前VPNを用意し、安全に公衆Wi-Fiを利用可能

• 24時間365日稼働できる省電力な自宅サーバーを用意

• 自宅ネット環境に異常がないか監視し、異常があればスマホに通知

• ファイル同期・共有サーバー (主に写真データを格納) を設置

この記事では、自宅ネット環境がどう変化したのか、読者にご紹介するとともに、筆者の備忘として残しておくものです。

最初の状況

2025年5月時点では、以下のような構成でした。

以下2点くらいが、普通のご家庭と違うくらいかと思います。

• VPSサーバーの契約がある

  • 24時間365日稼働しておけるLinuxサーバーを使うため

  • 年契約しているため、￥353/月 相当です。

• ゲストWi-Fiがある

  • BUFFALOのルーターの標準機能であるやつ

もちろん、自宅ルーターでグローバルIPをもっておらず、プロバイダ(Softbank)側でNATされているため、赤矢印のように外出先から自宅にアクセスできません。

購入したもの

ここ半年で投資したものは以下です。ノートパソコンを除くと3万円だけで済んでます。3万円と聞くと高く感じますが、欲しくて手に入れたものが1万円×3個くらいで、できることが5個以上増えているので、むしろコスパが良すぎます。サブスクのように月額費用もかけてないのもポイント。1万円の機器を5年運用する想定(減価償却)であれば、￥167/月 相当です。

• Windows ノートPC (￥109,800)

  • 10年以上前の Windows ノートPC は持ってました。ハード要件をクリアしていませんが Windows 11 化は無理やりアップグレード済。しかし、バッテリがほぼ死んでいて使えない。

  • 10年前の MacBook Air があり、macOS High Sierra 10.13 → Sequoia 15 に何とかアップグレードしてあるが、ハードが古くて動作が重い。

  • 上記理由で、10年間ほどノートパソコンなんて買って来なかったから、新しく HP Pavilion Aero 13-bg を買いました。昔からそこそこHP製のものを使っているのもあり、今回スカイブルーかつ軽さ、薄さで惚れた機種を購入しました。(AMDのCPUは初の購入です)

• 省電力ミニPC (￥12,900) + HDDケース (￥2,270)

  • 自宅に24時間365日つけっぱなしでも良いミニPCが欲しく BMAX b1mini を買いました。電気代は年間2,000～3,000円くらいと試算してます。

  • 半年前から+3,000円価格が上がっているようです。セール時が安く買えると思われます。

  • さらに SATA 3.5inch HDD用のケースを買いました。

• VPNルーター (￥9,200)

  • 外出先からリモート接続などを実現するのに、BUFFALO無線LANルーターでは限界を感じたので、TP-Link ER605 を購入。

  • VLAN作れたり、VPN設定できたり、今は使ってないがマルチWANに対応しているルーター。エンジニアとしては、色々勉強になります。この機能レベルで家庭用がなく、法人用ルーターですが低価格でコスパ良すぎなので、この機種1択でした。

• Wi-Fi 6 対応 無線アクセスポイント (￥6,500) + 設置備品 (￥1,777)

  • Wi-Fi 5 では速度が足りなかったため、BUFFALO WSR-5400AX6 をメルカリで購入しました。設置するのに必要な備品を購入してます。

  • 経緯は 自宅の有線LAN速いのに、Wi-Fiは遅いのなぜ？ の記事にあります。

パワーアップした現在の状況

購入した機器を設置した結果の構成は以下です。

非ITエンジニアの方でもわかるように以下の記事でも紹介しています。

• 外出先から自宅PCにリモート接続したい！

• 自宅の有線LAN速いのに、Wi-Fiは遅いのなぜ？

VPNルーターにより、緑のLANネットワーク (192.168.LAN.0/24) と 黄色のVPNネットワーク (192.168.VPN.0/24) を分け、WireGuardでVPNを張れるようになりました。外出先でのネットワーク (192.168.XXX.YYY/24) で XXX が 緑のLAN や 黄色のVPN のネットワーク帯と被らないようにしています。ルーターの初期設定でよくある「192.168.0.0/24」「192.168.1.0/24」「192.168.10.0/24」「192.168.11.0/24」あたりの採用はNGです。外出先が自宅と被るとネットワークを区別できないため、リモート接続できないので注意が必要なためです。

自宅の親玉ルーターでグローバルIPが付与できない、プロバイダ側がキャリアグレードNAT(CGNAT)している場合、自宅外→自宅内の疎通が不可ですが、WireGuardであれば、外向けの通信でVPNトンネルが張れます。外側としてVPS契約していたこともあり、ちょうど都合が良かったです。

プライベートIPアドレスについては、.1 が ルーター/デフォルトゲートウェイ、.2～.49 固定IP、.50～.99 DHCP、そして一旦はわかりやすさのため、.100～ VPNクライアントにしています。

常時電源ONの省電力 Windows ミニPC では、「DNSサーバー」、「ネットワーク監視」、「ファイル同期サーバ」を作りました。詳細は後述します。

自前VPNが便利

自前VPNを構築できていると、自宅にVPN接続できるだけでなく、公衆Wi-Fi利用時のセキュリティ強化にもなります。

通常、信頼できるWi-Fiに接続できている場合は、以下のようにインターネット向け通信と自宅向け通信を分けて通信が可能です。信頼できるWi-Fiが実家等で回線速度が速い場合、VPNでトンネルを張っていても自宅向け通信以外は通常の経路でインターネットにアクセス可能な形です。これが スプリットトンネル です。

一方で、カフェ等、信頼できないWi-Fiに接続する場合、以下のように全ての通信を暗号化されたトンネルを通すことで、公衆Wi-Fi等での盗聴を防げます。黄色のトンネル内の暗号化されたネットワーク通信はハッカーから読み取れません。これが フルトンネル です。

このような自前VPNがない場合で、VPNサービスを単体で契約すると NordVPN なら￥370/月～ 、Surfshark なら ￥288/月～ など費用がかかります。しかし私は、VPS (￥352/月) をすでに契約し運用できているので、こちらを活用すると個別にVPNサービスの契約が不要で、コスパが良く公衆Wi-Fiも使えるようになりました。格安SIMでギガを節約しているときに外出先でテザリングしなくても公衆Wi-Fiを安心して使えます。

自宅ネット環境を監視する

いつの間にか自宅のWi-Fiアクセスポイントが死んでて、スマホが4G/5G回線になっていて、スマホのギガが消費してしまった！　ということがありました。(みなさんもあるのではないでしょうか。ない方はギガをケチってないのでしょう。)
自宅とVPS間で常時VPNしはじめたこともあり、ネットワークを監視することにしました。

監視ツールといえば、Zabbix かと思いますが、VPSに Zabbix 入れると 1vCPU/512MB の低スペックのため、動作が重くなりそうです。軽い監視ソフトウェアを探したところ Uptime Kuma がありました。デザインが綺麗で、軽く高機能です。これで十分でした。

ちなみに図6では、VPS→VPNルーターのPing応答です。平均4msで速いですね。

定期Pingと定期HTTPSリクエストを発行し、応答がなければ、アラートも発報可能で、Slackに通知することにしました。VPSサーバーから自宅の各ノードに対する監視イメージは以下です。VPNルーターが止まると全部アラートになるので、通知までのリトライ回数を重要な手前側のノードから順に1回、2回、3回とズラし、順番に通知してくる形に工夫しています。

また、VPS上の Uptime kuma 自体が止まってしまった場合も気づけるように、省電力ミニPCにも Uptime kuma をインストールし、VPSを監視することにしました。(やりすぎ？笑) その監視イメージは以下です。

VPSだけ異常な場合は、上のフローで通知がきます。マンションの共用設備メンテナンスでインターネット断がある日もチェックし、正しく通知されていてバッチリ！

自宅用のDNSサーバーを作る

これだけ色々とノードが稼働していると、IPアドレスでアクセスではなく、FQDN/ホスト名でアクセスしたくなりました。自宅内でFQDNからIPアドレスに名前解決ができるDNSサーバーを省電力ミニPCに作ることにしました。

自宅のドメインは xxx.local や 持っていない.com のようなFQDNは採用すべきではないようです。(ChatGPTより)
一方で home.arpa が RFC 8375 で予約されており、これを使えばよいみたいなので、こちらを使うことにしました。

省電力ミニPCで動かすので、軽量なものがよく、Technitium DNS Server がよいとのことで、こちらをインストールしました。

ルーターを「boss」と命名しており、https://boss/ や ping boss で応答が来ればOK。

ファイル同期・共有サーバーを作る

筆者は iPhone 14 Pro (128GB) を使っており、これまでiPhoneで撮影した写真や動画は、時々デスクトップPCのHDDにコピーや移動をし、バックアップしながらiPhoneの容量を空けていました。これが意外と面倒。Dropbox や Googleフォト等も活用していましたが、無料枠だと容量の限界がありました。有料も調べてみましたが、以下のようで、サブスクお高い…

• Dropbox … 2TB が ￥1,200/月～

  • 筆者は、大学生のときに、友人に紹介しまくって容量が増えており、無料で 10.9GB まで使える。(多くの人は2GBだと思う)

• Google … 100GB が ￥290/月、2TB が ￥1,450/月

  • Google AI Pro が 2TB & Gemini を Pro 相当で使えて ￥2,900/月

  • 筆者は ChatGPT Plus ￥3,000/月 に課金しているので、ChatGPT→Gemini に置き換えれば 2TB もついてきてお得か？と思ったが、会話上限が以下のように不利であり、また 思考や対話、推論が積み上げ形式で使いたいのでChatGPTの方が有利なため、Gemini Pro は諦めた

    • ChatGPT Plus … 160 messages / 3 hours

    • Gemini Pro … 100 messages / day

• Amazon Photos … プライム会員だと 容量無制限 ￥600/月 or ￥5,900/年

  • 写真だけなら激安。買い物は、楽天が多い

• Microsoft OneDrive … 100GB が ￥260/月、1TB が ￥2,130/月

  • 1TB は Microsoft 365 Personal で、Copilot が無料版より使えるらしい。Office も使える。感覚的には Microsoft より Google 使っていることが多い (Gmail なども) から、Google のほうがしっくりくる。Microsoft Office と連携してパワフルに使いたいならアリだが、プライベートでそんなことはしないなぁと。 

そこで自宅にファイルサーバーを構築すればよいと考えました。どうやら Nextcloud というオープンソースを使うと、無料で作れます。

デスクトップPCに搭載していて余っている 3.5インチの500GBのHDDがあるので、一旦500GBまで無料で作れそう、容量が必要になったときに必要なサイズのHDDを買ってしまえばよいと考えました。月払い、年払いのサブスク方式ではないのでコスパが良すぎます。

デスクトップPCから余っているHDDを取り外し、以下のケースだけ買って省電力ミニPCに Nextcloud をインストール、HDDをUSB 3.0で接続しました。

Nextcloudをブラウザで開くと以下のような形。

Office365 (SharePoint Online) ぽい感じで、ユーザアカウント作成しフォルダ共有など可能。Nextcloudには、色々なアプリがあり、追加で有効化すれば、チャットできたりスケジュール共有できたりします。ただ、家族内はLINEや、TimeTree 使っているので今は不要ですね。

Windows PC にクライアントをインストールし、起動すると右下では次のような表示が出るようになる。

Windows PC への同期は、「オンライン(仮想ファイル)方式」と「オフライン方式」のいずれも選べます。「オンライン(仮想ファイル)方式」だと必要なときだけファイルがダウンロードされ、ローカルの領域を消費せずに済み、「オフライン方式」であれば、ネットワークアクセスできなくても、常にローカルにデータを保持してくれます。OneDriveやDropboxと同じような形で便利です。

筆者は、Nextcloud用の500GBのHDDの故障に備え、デスクトップPC側で「オフライン方式」の同期とし、常にファイルをダウンロードしておくことにしました。(イメージ画像が下に出てきます)

省電力ミニPCの詳しい構成

省電力ミニPCは Windows 11 が稼働しています。「Technitium DNS Server」は Windows に直接インストール、「Uptime kuma」と「Nextcloud」はいずれもLinuxで稼働させるソフトウェアでありますが、インストールし稼働できました。

というのも、最近のWindowsは、Ubuntu が入れられたり Docker Desktop が使えます。以下のように必要なコンテナを立ち上げられます。

構成としては以下のようなイメージです。

Nextcloud は、自宅にいるときLANから接続か、外出先の場合はVPNし、Wireguardの暗号化トンネル越しの通信にはなりますが、HTTPで構築するのはセキュリティ上の不安があったため、HTTPSで構築しました。そうすると、証明書の問題が出てきます。Windows PC の Nextcloud クライアントでは、ログイン時に信頼してしまえば良く、iPhone アプリでは動画再生時に毎度「信頼されている証明書ではないですよ」と警告が出てウザい状況でした。ただ、証明書 (nc.home.arpa) をiPhoneにインストールしたら解決できました。

ちなみに筆者の格安SIMは↑イオンモバイルを使っています。
インストール後、「ルート証明書を全面的に信頼」をオンにします。

故障などの対策

故障した場合にデータが消えるのは困ります。でも過剰な多重化等をすると、費用もかかります。落としどころは以下で考えました。

※ [Red] 等は、カラーシールの色です。どのHDDか認識するために、カラーシールをHDDに貼っています。

筆者のデスクトップパソコンは2010年に自作で作っており、現在2025年まで15年間現役です。過去にトラブルやパワーアップで以下のいじり直しがありましたがすべて解決済み。

• WindowsがHDDだと重く、限界を迎える

  • SSDを購入しクローンして差し替え

• マルチモニタにするため、GPUカードを装填

• CPUファンが故障

  • CPUファンを新規購入し交換して解決

• Windows 7 → 10 → 11 にアップグレード

  • WindowsがあるCドライブをクローンしておかないと、SSDが故障した際に、Windows 11 の購入および再インストール・セットアップが必要になってしまう。さらに、Office などのソフトウェアも入っていて、買い直しが発生したり、再セットアップが困難なソフトもいくつかあるため、クローンがマスト。

• メモリを16GBまで増設

  • うまくWindowsで認識しない問題は 「ハードウェア予約済み」のメモリが多い！搭載メモリをすべて利用するには の記事のとおり対応

CPU は Intel Core i7 870 (4core/8threads) で当時のハイスペックモデルを購入し、マザーボード含めて現在まで壊れていない (直近10年は仕事のため、平日は、ほぼ使っていない) のでまだ現役という形です。

ただ、HDDについては CrystalDiskInfo で様子見していますが、まだ故障していない状況。いつ壊れてもおかしくない。Nextcloud を構築するときに、HDDケースによるハードウェアRAIDかソフトウェアRAIDでRAID1を組もうと思い色々調べましたが、一旦RAIDは諦めました。以下が理由です。

• RAIDコントローラーが壊れた場合の対応が難しい

  • ハードウェアRAIDの場合、同じケースを購入しないと直せなかったりする。ケースを買うにもお金がかかる。

• RAIDは瞬断時の破損リスクがある。停電などで発生する可能性がある

  • 対策として、無停電電源装置(UPS)が必要とのこと。災害などの際の停電時も使いたく、UPS機能がついているJackeryなど巨大バッテリ搭載のUPSが欲しいが、安いものでも数万以上する。なので様子見。

• RAIDやUPSを何とか用意できても、故障リスクは完全になくせない。

  • 省電力ミニPCが故障すると、再構築がどのみち必要。WindowsがあるeMMCが一番弱いため故障リスクが高く、故障が早そう。省電力ミニPCの故障リスクに備えるにはお金がかかってしまう。最悪故障したらシステムは再構築するとして、失ってはいけないファイルデータだけオフライン同期や、定期的なコピー、クローンをすることにしました。結局はRAIDは可用性向上であってバックアップではない、という結論です。

あとは自宅の火災リスクでしょうかね。考えたくもないですが、データを保管している拠点の分散もすべきと思いました。実家に [Blue] の HDD を置いておく、もありかと思いますが、ちょっと過剰で、実際には、重要なデータは暗号化した上で、Dropbox や Google Drive に保管することにしています。(パスワードだけの認証だと怖すぎるので、多要素認証は必須ですね。過去パスワード突破された経験があります。)

まとめ

VPNルーター や 省電力ミニPC を購入した結果、VPS と組み合わせることで、自宅へのリモート接続、セキュアなVPN接続、プライベートクラウドのようなファイル同期や共有、バックアップ ができるようになりました。

特にファイル同期、共有、バックアップについては、Nextcloudを利用することで、Dropbox や Google ドライブに頼らなくて良くなりました。サブスクはお金がそこそこかかるので、安く投資できた今回の構成は非常にコスパが大きくハッピーです。

今後、何かパワーアップする際に、クラウド側のVPS等をスペックアップしたりノード増やしたりせずに、自宅内で運用できれば、サブスクのように月額費用が膨らまず、今回のように初期投資のみでパワーアップが可能とも思います。

ITエンジニアぽい自宅のネット環境になったと思います。色々作り込んでできることが増えるとやっぱり楽しいですね！UPSやRAIDには手を出さないことになりましたが、そのうちやるでしょうね笑

自宅ネット環境を工夫している方の参考になれば嬉しいです。
ここまでお読みいただきありがとうございました。