基本情報技術者 2017年秋期午前（科目A）問34

問題文

トランスポート層のプロトコルであり、信頼性よりもリアルタイム性が重視される場合に用いられるものはどれか。

🖊️ 解答を隠して解いてみる

選択肢

ア：HTTP

イ：IP

ウ：TCP

エ：UDP（正解）

🔒 解説は解答すると表示されます

UDPとリアルタイム通信【午前解説】

正解の理由

正解: エ

UDP（User Datagram Protocol）はトランスポート層のプロトコルで、コネクションレス型・最小限のヘッダ・再送や順序制御を行わない設計です。これによりパケット到着の遅延要因（接続確立、再送待ち、細かなフロー制御など）が少なく、音声通話（VoIP）、ライブストリーミング、オンラインゲームなど遅延が致命的な用途で有利になります。問題文の「信頼性よりもリアルタイム性が重視される」という条件は、まさにUDPが適している状況を示しています。

他の選択肢は階層や性質が異なります。TCPは信頼性保証（再送・順序制御・接続管理）を重視するため遅延が増える一方、HTTPはアプリケーション層、IPはネットワーク層でありトランスポート層の特性を問う本問の答えではありません。

解法ステップ

問題文のキーワード（今回は「信頼性よりもリアルタイム性」）を拾う。
各プロトコルの階層と特性を整理する（HTTP＝アプリ層、IP＝ネットワーク層、TCP/UDP＝トランスポート層）。
「再送・順序制御・接続管理」があるかないかで遅延の影響を判定する。
リアルタイム重視で再送待ちを避ける設計が望ましいためUDPを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: HTTP
- 誤り。HTTPはアプリケーション層プロトコルであり、トランスポート層のUDP/TCPのいずれかを使って動作します（通常はTCP）。問題はトランスポート層の選択を問うています。
イ: IP
- 誤り。IPはネットワーク層（パケットのルーティング）であり、トランスポート層プロトコルの特性（再送やリアルタイム性）を示す対象ではありません。
ウ: TCP
- 誤り。TCPは信頼性（再送・順序制御・コネクション管理）を重視するため、再送待ちなどが発生し遅延が増える。リアルタイム性を最優先する場面には不向きです。
エ: エ UDP
- 正解。UDPはコネクションレスで再送を行わずヘッダオーバーヘッドが小さいため、遅延を抑えリアルタイム性を優先する用途に適しています。

よくある誤解

「信頼性が低い＝使えない」と思い込みやすいが、リアルタイム用途では遅延回避を優先するためUDPが適切な場合が多い点。
「IPとUDPを混同する」受験者が多い。IPはネットワーク層、UDP/TCPはトランスポート層で役割が異なります。
「TCPをチューニングすれば同じ」だと考えがちだが、TCPの再送や輻輳制御は遅延の原因になりやすく完全に代替できません。

補足コラム

実運用ではUDP単体で使う際に欠点（パケットロス、順序ずれ）へ対処するため、アプリケーション側でFEC（前方誤り訂正）、パケット再送（限定的）、ジッタバッファなどの工夫を行います。
RTP（Real-time Transport Protocol）は音声や映像の伝送に用いられ、通常はUDP上で動作してリアルタイム性を確保します。
近年はQUICのようにUDPを下地にして信頼性やセキュリティをアプリ層で実装するプロトコルも登場しています（低遅延かつ接続性の改善を目指す）。
DNSは小さなクエリであればUDPを使い、サイズが大きい場合はTCPにフォールバックする運用例があります。

FAQ

Q: UDPは全く信頼性がないのですか？
A: プロトコル自体に再送や順序制御はありませんが、アプリケーション側で補完することが可能です。用途によっては十分実用的です。

Q: リアルタイム通信では絶対にUDPを使うべきですか？
A: 多くのリアルタイム用途でUDPが有利ですが、必要に応じてアプリケーションレベルでの補正や、QUICのようなUDPベースの信頼性レイヤを採用する選択肢もあります。

Q: QUICはUDPと同じカテゴリですか？
A: QUICはUDPの上で動作するプロトコルで、UDPの低遅延性を利用しつつ独自にコネクション管理や再送制御を実装します。

関連キーワード: トランスポート層、UDP、TCP、リアルタイム通信、RTP、QoS、再送制御、コネクションレス、パケットロス、ジッタバッファ

← 前の問題へこの年度をクイズで解く次の問題へ →

\ せっかくなら /

基本情報技術者を
クイズ形式で学習しませんか？

クイズ画面へ遷移する→

すぐに利用可能！