応用情報技術者 2023年春期午前2 問33

問題文

1個のTCPパケットをイーサネットに送出したとき、イーサネットフレームに含まれる宛先情報の、送出順序はどれか。

選択肢

ア：宛先IPアドレス、宛先MACアドレス、宛先ポート番号

イ：宛先IPアドレス、宛先ポート番号、宛先MACアドレス

ウ：宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号（正解）

エ：宛先MACアドレス、宛先ポート番号、宛先IPアドレス

1個のTCPパケットをイーサネットに送出したとき、イーサネットフレームに含まれる宛先情報の送出順序【午前2 解説】

要点まとめ

結論：イーサネットフレームの宛先情報は「宛先MACアドレス→宛先IPアドレス→宛先ポート番号」の順で送出されます。
根拠：イーサネットはデータリンク層でMACアドレスを使い、IPアドレスはネットワーク層、ポート番号はトランスポート層の情報だからです。
差がつくポイント：OSI参照モデルの層ごとの役割と、各層のヘッダ情報の順序を正確に理解しているかが重要です。

正解の理由

イーサネットフレームはOSI参照モデルの第2層（データリンク層）で扱われ、宛先MACアドレスをフレームヘッダの最初に含みます。IPアドレスは第3層（ネットワーク層）のIPパケット内にあり、MACアドレスの後に続きます。さらにTCPの宛先ポート番号は第4層（トランスポート層）のTCPヘッダ内に含まれ、IPアドレスの後に送出されます。したがって、送出順序は「宛先MACアドレス→宛先IPアドレス→宛先ポート番号」となり、選択肢の中でウが正解です。

よくある誤解

MACアドレスとIPアドレスの役割や階層を混同し、IPアドレスが先に送出されると誤解しがちです。ポート番号も物理層やデータリンク層の情報と混同されやすいです。

解法ステップ

OSI参照モデルの各層の役割を確認する（物理層〜アプリケーション層）。
イーサネットフレームは第2層でMACアドレスを扱うことを理解する。
IPアドレスは第3層のIPパケット内にあることを確認する。
TCPのポート番号は第4層のTCPヘッダに含まれることを把握する。
これらの情報がフレーム内でどの順序で送出されるかを整理する。

選択肢別の誤答解説

ア: 宛先IPアドレスが先に来るのは誤り。IPアドレスはMACアドレスの後に送出されます。
イ: ポート番号がMACアドレスより先に来るのは誤り。ポート番号はTCPヘッダ内でIPアドレスの後です。
ウ: 正解。MACアドレス→IPアドレス→ポート番号の順で送出されます。
エ: ポート番号がIPアドレスより先に来るのは誤り。TCPヘッダはIPヘッダの後に続きます。

補足コラム

イーサネットフレームの構造は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、タイプフィールド、データ（IPパケット）、FCS（フレームチェックシーケンス）で構成されます。IPパケットの中にTCPセグメントがあり、TCPヘッダにポート番号が含まれています。これらはカプセル化の概念で理解するとわかりやすいです。