ネットワークスペシャリスト 2021年 午前2 問07

IPv4/TCPの有効ペイロード長【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題が「フラグメント化されない最大のTCPデータ長」を問うていると確認する（＝L3のMTU制約）。
2. MTUの定義を思い出す：MTUはIPパケット（IPヘッダ＋IPペイロード）の最大長であり、EthernetのMACヘッダやFCSは含まれない。
3. IPヘッダ（20）とTCPヘッダ（20）をMTUから引く：$1500-20-20=1460$。
4. 選択肢と照合して ウ を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 1,446
  1,446は $1500-20-20-14=1446$ の結果です。これはMACヘッダ（14オクテット）をさらに差し引いた場合の数値で、MTUの定義（IPパケット長）を誤って解釈した場合に出る誤答です。MACヘッダはイーサネットのフレーム部であり、MTUには含まれません。
• イ: 1,456
  1,456は $1500-20-20-4=1456$ となる計算に対応します。これはFCS（4オクテット）を差し引いてしまった場合の値です。FCSもイーサネットフレームのトレーラであり、MTUには含まれないため、こちらも誤りです。
• ウ: 1,460
  $1500-20-20=1460$ と正しく計算した値です。MTUがIPレイヤの最大サイズである点、およびIP/TCPヘッダ長をMTUから差し引く点が合致します。したがって正答です。
• エ: 1,480
  1,480は $1500-20=1480$ の結果で、IPヘッダだけを差し引いた場合の計算です。TCPヘッダ（20オクテット）を考慮していないため誤りです。

よくある誤解

• MTUとイーサネットフレーム全体を混同する
  MTUはIPパケット長（IPヘッダ＋IPデータ）で、イーサネットのMACヘッダ（14）やFCS（4）は含まれません。これを混同すると1446や1456といった誤答を選びがちです。
• ヘッダ長は固定と思い込む
  問題ではIP/TCPヘッダを20オクテットとしていますが、オプションがあるとヘッダ長は増えるため、実務ではMSSが小さくなります。設問の前提を確認する習慣をつけてください。

補足コラム

• MSS（Maximum Segment Size）
  TCPで交換されるMSSは「TCPデータ部の最大長」を示し、典型的なEthernet環境のデフォルトMSSは1460オクテットです（MTU=1500の場合）。SYNで交渉されるMSSは実運用での断片化回避に重要です。
• VLANやトンネリングの影響
  802.1Qタグ（4オクテット）やトンネルヘッダがあると、L2/L3で扱う長さの扱いが変わるため機器間のMTU調整や「jumbo frame」の設定などが必要になることがあります。設問では明示された数値のみを使って計算する点に注意してください。

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