基本情報技術者 2015年 秋期 午前（科目A） 問35

TCP/IPネットワークにおいて、TCPコネクションを識別するために必要な情報の組合せはどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：TCPコネクションは送信元/送信先それぞれのIPアドレスとポート番号の組合せ（4タプル）で一意に識別されます（IPv4/IPv6共通）。
• 根拠：TCPはトランスポート層でポート番号によりアプリケーションを識別し、IPはホストを特定するため、両者の組合せが必須です。
• 差がつくポイント：セッションIDはアプリ層概念、MACはリンク層識別子でTCP識別には無関係、NAT環境ではポート再割当に注意。

正解の理由

よくある誤解

• 「MACアドレスでTCP接続を識別できる」：MACはデータリンク層のローカル識別子であり、ルータ越えの通信では変化するため不適切です。
• 「セッションIDがTCPの識別子」：セッションIDはアプリケーション層で用いる概念（例：HTTPセッション）で、TCPプロトコル自体の識別子ではありません。
• 「IPアドレスだけで十分」：同一ホスト上で複数のTCP接続が同じIPを使うため、ポート番号が無ければ区別できません。

解法ステップ

1. 問題文で求める「TCPコネクションの識別」をトランスポート層の概念と理解する。
2. トランスポート層（TCP）が接続を区別する方法を思い出す：IPアドレス＋ポート番号（ソケット）。
3. 選択肢と照らし合わせ、IPとポートの組合せが含まれる選択肢を選ぶ（→ イ）。

選択肢別の誤答解説

• ア: IPアドレス、セッションID
  誤り。セッションIDはアプリケーション層の任意識別子であり、TCPプロトコルに組み込まれている識別子ではありません。
• イ: IPアドレス、ポート番号
  正解。TCPコネクションは送信元・宛先それぞれのIPとポート番号（4タプル）で識別されます。
• ウ: MACアドレス、セッションID
  誤り。MACはリンク層でのローカル識別、セッションIDはアプリ層。どちらもTCPのエンドツーエンド識別には使いません。
• エ: ポート番号、セッションID
  誤り。ポート番号は必要ですが、ホストを特定するIPアドレスが欠けているため不完全です。

補足コラム

• 「4タプル（quadruple）」という表現：TCPコネクションは (srcIP, srcPort, dstIP, dstPort) の組で一意になります。
• NATがある環境ではグローバル側でポート番号が書き換えられるため、観測される4タプルは内部ネットワークと外部で異なりますが、識別の基本原理は変わりません。
• ポート番号の範囲は 0〜65535（ただし0は予約的に使われることが多い）。0〜1023はウェルノウンポート、動的/プライベートは49152〜65535が一般的にエフェメラルに使われます。

FAQ