IP(インターネットプロトコル)とは

あいぴー

Internet Protocolの略。ネットワーク層(TCP/IPモデルのインターネット層)のプロトコルで、IPアドレスを使い、送信元の端末から宛先の端末までパケットを届ける。途中のルータが宛先を見て中継する。届くことや順序は保証しない(ベストエフォート)ので、確実さはTCPなどの上の層が補う。IPv4とIPv6の2つの版が使われている。

「IP(インターネットプロトコル)」は、2分野の10問の練習問題に出てきます(ネットワークの基礎, システム構成と信頼性設計など)。

この用語の分野: ネットワークの基礎

IP(インターネットプロトコル)の練習問題に挑戦

TCP/IPの4階層のモデルで、TCPとUDPが属する層はどれか。

  1. Aアプリケーション層
  2. Bインターネット層
  3. Cトランスポート層
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正解:C. トランスポート層

TCP/IPのモデルは、下からリンク層(ネットワークインターフェース層)、インターネット層、トランスポート層、アプリケーション層の4つの層で表されます。TCPとUDPはトランスポート層のプロトコルで、ポート番号を使って、端末の中のどのアプリケーション宛ての通信かを区別します。インターネット層のIPは、端末から端末までパケットを届けることを担います。HTTPやDNSはアプリケーション層のプロトコルです。OSI参照モデルと対応させると、トランスポート層は第4層、インターネット層は第3層にあたります。

家庭のブロードバンドルータは、NAT(ネットワークアドレス変換)の一種であるNAPT(IPマスカレード)を行っている。NAPTによって可能になることとして正しいものはどれか。

  1. A家庭内の複数の端末が、ポート番号で区別されることで、1つのグローバルIPアドレスを同時に共有してインターネットと通信できる
  2. B家庭内の端末とインターネットの間の通信が暗号化され、途中で盗み見られなくなる
  3. C家庭内の端末それぞれに、別々のグローバルIPアドレスが自動的に割り当てられる
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正解:A. 家庭内の複数の端末が、ポート番号で区別されることで、1つのグローバルIPアドレスを同時に共有してインターネットと通信できる

NAT(ネットワークアドレス変換)は、ルータを通るパケットの送信元や宛先のIPアドレスを書き換える技術です。NAPTは、IPアドレスに加えてポート番号も書き換え、「内側のアドレスとポート」と「外側のポート」の対応を変換表に記録します。そのため、プライベートアドレスを使う複数の端末が、ルータのもつ1つのグローバルアドレスを同時に使えます。戻ってきたパケットは、変換表を見て正しい端末に届けられます。アドレスを書き換えるだけで暗号化はしません。また、外から始まる通信は変換表にないため、そのままでは内側の端末に届かず、内側でサーバを公開するにはポート転送などの設定が必要です。

解説の中の「IP(インターネットプロトコル)」

「IP(インターネットプロトコル)」が出てくる問題(10問)

  1. TCP/IPの4階層のモデルで、TCPとUDPが属する層はどれか。
  2. 家庭のブロードバンドルータは、NAT(ネットワークアドレス変換)の一種であるNAPT(IPマスカレード)を行っている。NAPTによって可能になることとして正しいものはどれか。
  3. 1 Gbpsのイーサネットで、IPパケットの大きさがMTUいっぱいの1500バイトになるようにしてTCPのデータを送り続ける。IPv4ヘッダを20バイト、TCPヘッダを20バイト、イーサネットのヘッダとFCSを合わせて18バイト、プリアンブルとフレームの間の空き(フレーム間ギャップ)を合わせて20バイトとすると、アプリケーションのデータのスループットの上限に最も近いものはどれか。
  4. ストレージの接続の方式のうち、SAN(ストレージエリアネットワーク)の説明として、適切なものはどれか。
  5. Webページのデータを送るとき、送信側でデータが上の層から下の層へ渡されるたびに起こることとして正しいものはどれか。
  6. ARPの役割として正しいものはどれか。
  7. 端末(192.168.1.10/24、デフォルトゲートウェイ 192.168.1.1)が、別のネットワークにあるサーバ 203.0.113.80 にパケットを送る。ARPのキャッシュが空のとき、端末がARPでMACアドレスを調べる相手はどれか。
  8. UDPの特徴として正しいものはどれか。
  9. キャッシュに何も入っていないフルサービスリゾルバ(キャッシュDNSサーバ)が、www.example.com のIPアドレスを調べるときに問い合わせる順序として正しいものはどれか。
  10. HTTPS(HTTPをTLSで保護した通信)で守られることとして正しいものはどれか。

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