応用情報技術者 2021年 秋期 午前2 問33
問題文
PCが、NAPT (IPマスカレード) 機能を有効にしているルータを経由してインターネットに接続されているとき、PC からインターネットに送出されるパケットの TCPとIPのヘッダのうち、ルータを経由する際に書き換えられるものはどれか。
選択肢
ア:宛先のIPアドレスと宛先のポート番号
イ:宛先のIPアドレスと送信元のIPアドレス
ウ:送信元のポート番号と宛先のポート番号
エ:送信元のポート番号と送信元のIPアドレス(正解)
PCがNAPT (IPマスカレード) 機能を有効にしているルータを経由してインターネットに接続されているときのTCP/IPヘッダ書き換え【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論:NAPTルータは送信元IPアドレスと送信元ポート番号を書き換えることで複数端末の通信を1つのグローバルIPに集約します。
- 根拠:NAPTはプライベートIPをグローバルIPに変換し、ポート番号も変えることで通信の識別を可能にします。
- 差がつくポイント:宛先情報は変えず、送信元情報のみ書き換える点を正確に理解することが重要です。
正解の理由
NAPT(Network Address Port Translation)は、複数のプライベートIPアドレスを1つのグローバルIPアドレスに変換し、同時に送信元ポート番号も書き換えます。これにより、外部からの応答パケットを正しい内部端末に戻せるようにします。したがって、送信元IPアドレスと送信元ポート番号が書き換えられ、宛先IPアドレスやポート番号は変更されません。よって、正解はエ: 送信元のポート番号と送信元のIPアドレスです。
よくある誤解
宛先のIPアドレスやポート番号も書き換わると誤解しがちですが、NAPTは送信元情報のみを変換します。これにより通信の方向性が保たれます。
解法ステップ
- NAPTの役割を理解する(プライベートIPをグローバルIPに変換)
- 送信元と宛先のIPアドレス・ポート番号の違いを整理する
- 送信元IPアドレスと送信元ポート番号が書き換えられることを確認する
- 宛先情報は変更されないことを念頭に置く
- 選択肢の中から送信元IPと送信元ポートを含むものを選ぶ
選択肢別の誤答解説
- ア: 宛先のIPアドレスと宛先のポート番号
→ 宛先情報は変更されず、誤りです。 - イ: 宛先のIPアドレスと送信元のIPアドレス
→ 宛先IPは変わらず、送信元ポート番号も変わるため不完全です。 - ウ: 送信元のポート番号と宛先のポート番号
→ 宛先ポート番号は変わらず、誤りです。 - エ: 送信元のポート番号と送信元のIPアドレス
→ 正しくNAPTの動作を表しています。
補足コラム
NAPTはIPv4アドレス枯渇問題の解決策として広く使われています。送信元IPとポート番号を変えることで、1つのグローバルIPで多数の内部端末がインターネットにアクセス可能です。これに対し、単純なNATはIPアドレスのみを変換します。
FAQ
Q: なぜ宛先IPアドレスは書き換えられないのですか?
A: 宛先IPは通信の目的地を示すため、変更すると通信が成立しません。NAPTは送信元情報のみを変換します。
A: 宛先IPは通信の目的地を示すため、変更すると通信が成立しません。NAPTは送信元情報のみを変換します。
Q: 送信元ポート番号も変える理由は何ですか?
A: 同じグローバルIPを複数端末で共有するため、ポート番号を変えて通信を識別します。
A: 同じグローバルIPを複数端末で共有するため、ポート番号を変えて通信を識別します。
関連キーワード: NAPT, IPマスカレード、NAT, TCP/IPヘッダ、送信元IPアドレス、送信元ポート番号、ルータ、ネットワークアドレス変換

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