ネットワークスペシャリスト 2021年午前2 問07

問題文

IPv4ネットワークでTCPを使用するとき、フラグメント化されることなく送信できるデータの最大長は何オクテットか。ここでTCPパケットのフレーム構成は図のとおりであり、ネットワークのMTUは1,500オクテットとする。また、( )内はフィールド長をオクテットで表したものである。

選択肢

ア：1,446

イ：1,456

ウ：1,460（正解）

エ：1,480

IPv4ネットワークでTCPを使用するときの最大データ長【午前2 解説】

要点まとめ

結論：TCPデータがフラグメント化されずに送信できる最大長は1,460オクテットです。
根拠：MTU1,500オクテットからMACヘッダ(14)、IPヘッダ(20)、TCPヘッダ(20)を差し引いた値が最大データ長となります。
差がつくポイント：MTUから各層のヘッダ長を正確に引き算し、TCPデータ部分の最大長を求める計算力が重要です。

正解の理由

ネットワークのMTUは1,500オクテットで、これはイーサネットフレームの最大転送単位です。
このMTUにはMACヘッダ(14オクテット)、IPヘッダ(20オクテット)、TCPヘッダ(20オクテット)が含まれます。
したがって、TCPデータの最大長は以下の計算で求められます。

1500 - 14 - 20 - 20 = 1446

しかし、ここで注意すべきはMACヘッダは物理層のフレームヘッダであり、MTUはIP層の最大転送単位を指します。
つまり、MTU1,500はIPパケットの最大長（IPヘッダ＋TCPヘッダ＋データ）を示し、MACヘッダは含まれません。
よって、TCPデータの最大長は

1500 - 20 (I P ヘッダ) - 20 (TCP ヘッダ) = 1460

となり、選択肢の中ではウ: 1,460が正解です。

よくある誤解

MTUにMACヘッダを含めて計算してしまい、最大データ長を過小評価する誤りが多いです。
また、IPヘッダやTCPヘッダの長さを固定値と認識せずに変動すると考える誤解もあります。

解法ステップ

MTUの定義を確認し、IP層の最大転送単位であることを理解する。
MACヘッダはMTUに含まれないため除外する。
IPヘッダ長(20オクテット)とTCPヘッダ長(20オクテット)をMTUから差し引く。
残った値がTCPデータの最大長となる。
選択肢と照合し、最も近い値を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

ア: 1,446
MACヘッダ(14)もMTUから引いてしまい、IP層のMTUの意味を誤解しています。
イ: 1,456
MACヘッダを引かずにIPヘッダだけ引いた値に誤ってTCPヘッダ長を19オクテットと誤認した可能性があります。
ウ: 1,460
正解。MTUからIPヘッダとTCPヘッダを正しく引いた値です。
エ: 1,480
TCPヘッダ長を無視し、IPヘッダのみ引いた値で誤りです。

補足コラム

MTU（Maximum Transmission Unit）はネットワーク層での最大パケットサイズを示し、イーサネットのMTUは通常1,500オクテットです。
MACヘッダはデータリンク層の情報であり、MTUには含まれません。
TCP/IP通信では、IPヘッダとTCPヘッダのサイズを考慮してデータ長を決定し、フラグメント化を防ぎます。

FAQ

Q: MTUにMACヘッダは含まれますか？
A: いいえ。MTUはIP層の最大転送単位であり、MACヘッダは含まれません。

Q: IPヘッダやTCPヘッダの長さは固定ですか？
A: 通常は20オクテットですが、オプションがある場合は変動します。問題文の指定に従い固定と考えます。

関連キーワード: MTU, TCPデータ長、IPヘッダ、TCPヘッダ、フラグメント化、イーサネット、ネットワーク層

← 前の問題へ次の問題へ →

\ せっかくなら /

ネットワークスペシャリストを
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！