TCP/IPプロトコルの基礎|ITパスポート試験対策
インターネットの基盤 TCP/IP の 4 階層モデル、TCP と UDP の違い、IP アドレス・ポート番号など出題頻度の高い基礎知識を整理します。
TCP/IPとは
TCP/IPはインターネットおよび大半の社内LANで使われている標準プロトコルスイートです。OSI参照モデルの7層に対し、TCP/IPはアプリケーション・トランスポート・インターネット・リンクの4層に簡略化されています。「TCP」と「IP」を含む100以上のプロトコルの総称であり、現代のネットワーク通信の土台を形成しています。
4階層モデルと代表プロトコル
| 層 | 役割 | 代表プロトコル |
|---|---|---|
| アプリケーション層 | アプリ固有の通信 | HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS, DHCP |
| トランスポート層 | エンドツーエンド通信 | TCP, UDP |
| インターネット層 | 経路選択 | IP, ICMP, ARP |
| リンク層 | 物理的な通信 | Ethernet, Wi-Fi |
OSIモデルとの対応関係はOSI 参照モデル7階層で解説しています。
TCP と UDP の違い
| 観点 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 接続性 | コネクション型(3 ウェイハンドシェイク) | コネクションレス型 |
| 信頼性 | 順序保証、再送、確認応答あり | なし |
| 速度 | 低い(オーバーヘッド大) | 高い |
| 用途 | Web、メール、ファイル転送 | DNS、動画ストリーミング、VoIP、オンラインゲーム |
試験では「動画配信に使うのは?」→UDP、「Webブラウザは?」→TCPという判断問題が頻出です。TCPを「信頼性重視」、UDPを「速度重視」と覚えておくと用途の判断に迷いません。
IPアドレスとポート番号
IPアドレスはネットワーク上の機器を識別する番号で、IPv4(32ビット、約43億アドレス)とIPv6(128ビット)の2規格があります。プライベートIPとグローバルIPの違い、およびNATによる変換も試験頻出テーマです。ポート番号は同じ機器内で複数のアプリケーションを区別するための番号(0〜65535)で、IPアドレスと組み合わせて通信先を特定します。
よく出るポート番号
- 80:HTTP、443:HTTPS、25:SMTP、110:POP3、143:IMAP、22:SSH、21:FTP、53:DNS
ITパスポート試験での出題ポイント
TCPとUDPの特徴比較・ポート番号と用途の対応が最頻出です。DNS(ドメイン名をIPアドレスに変換する仕組み)とDHCP(IPアドレスを自動的に割り当てる仕組み)の役割も必ず確認してください。IPv4とIPv6の違い(アドレスの長さと表記形式)も選択問題で問われます。
関連用語
HTTPSの暗号化通信を支えるSSL/TLSについては暗号化の基礎で解説しています。API通信における認証付きトークンの仕組みについては認証と認可の違いを参照してください。
学習のコツ
TCP=「信頼」、UDP=「速さ」と短い言葉で結びつけておくと用途の選択問題で迷いません。ポート番号は頻出の8個(HTTP=80、HTTPS=443、SMTP=25、POP3=110、IMAP=143、SSH=22、FTP=21、DNS=53)に絞って完全暗記します。DNSの名前解決の流れ(ブラウザ→キャッシュ→DNSサーバ→IP)は一度図解することで定着します。
まとめ
4層モデル・TCPとUDPの違い・主要ポート番号の3点が頻出問題の中核です。テクノロジ系を網羅的に演習するならテクノロジ系まとめ、本番形式で実力を確かめるには模擬試験へ進みましょう。