応用情報 科目A 16：ネットワーク階層，TCP/UDP，ポート

2026年試験基準・改訂/出典確認 2026-10-21・主言語：韓国語

学習インデックス

公式範囲と用語 → OSI/TCP/IP → 装置とカプセル化 → TCP/UDP → ポートと通信追跡 → 5問 → 復習。

1. 公式範囲と用語

IPA Ver.7.2の大分類3／中分類10ネットワーク，PDF 47～49ページ／印刷フッター43～45ページに対応する。OSI，接続装置，TCP/IPの役割，代表ポート，ARP/IP/TCP/UDPを扱う。CIDR・サブネット計算と詳細なルーティングはAP17，DNS・HTTP・TLS・QUICの詳細は後続回へ送る。

KO	JA	EN	役割
물리 계층	物理層	physical layer	ビット・信号
데이터 링크 계층	データリンク層	data-link layer	リンクのフレーム・MAC
네트워크 계층	ネットワーク層	network layer	IP・ルーティング
전송 계층	トランスポート層	transport layer	TCP/UDP・ポート
캡슐화	カプセル化	encapsulation	上位PDUを包む
흐름/혼잡 제어	フロー/輻輳制御	flow/congestion control	受信側/ネットワークを保護

MACアドレスはローカルリンクの次ホップ，IPアドレスはルーティングされるエンドポイント/インタフェース，ポートはホスト内のトランスポート/アプリケーション終点を識別する。プロトコル識別子はIPの上位がTCPかUDPか等を示し，ポートとは別である。ARPはローカルリンクで次ホップIPv4に対応するMACを得る役割を持つ。

2. OSI 7階層と実用TCP/IP 4階層

OSI	役割	TCP/IP 4階層（学習上の対応）	例
7 アプリケーション	利用者サービス	アプリケーション	HTTP, DNS
6 プレゼンテーション	表現	アプリケーション	符号化
5 セッション	対話管理	アプリケーション	セッション
4 トランスポート	終点間転送	トランスポート	TCP, UDP
3 ネットワーク	論理アドレス・経路	インターネット	IP
2 データリンク	リンクフレーム	ネットワークアクセス	Ethernet, MAC
1 物理	ビット・媒体	ネットワークアクセス	ケーブル・電波

これは学習用の実用的な近似であり，標準上の厳密な一対一対応ではない。各層は下位層を利用し，上位層へサービスを提供する。

3. 装置とカプセル化

装置	典型層	判断基準
リピータ/ハブ	L1	信号・ビットを再生/転送
ブリッジ/L2スイッチ	L2	MACでフレーム転送
ルータ/L3スイッチ	L3	宛先IPと経路表で次ホップ選択
ゲートウェイ	文脈依存	デフォルトGWは通常L3ルータ，プロトコル変換GWは上位層の場合もある

送信は アプリケーションデータ → TCPセグメントまたはUDPデータグラム → IPパケット → リンクフレーム → ビット，受信は逆順で非カプセル化する。ルータがEthernet系リンク間を転送するとき，L2ヘッダと次ホップMACが変わり，IPv4 TTL/IPv6 Hop Limitは減る。終端IPは通常維持されるが，NATは明示的な例外である。

4. TCPとUDP

TCPはSYN → SYN-ACK → ACKで開始し，メッセージ境界のないバイトストリームを提供する。シーケンス番号，ACK，チェックサムによる誤り検出，再送，順序復元が信頼性を支える。広告受信ウィンドウは受信側を守るフロー制御，cwnd・slow start・congestion avoidance・損失信号はネットワークを守る輻輳制御である。

UDPはコネクションレスでデータグラム/メッセージ境界を保つ。チェックサム欄を持ち，IPv4では0が未使用を表し，IPv6では限定的例外を除き原則必要である。チェックサムは破損検出であって配送・順序保証ではない。組込みのハンドシェイク，配送・順序・再送保証，フロー制御，輻輳制御はない。責任が消えるのではなく，必要な信頼性と責任ある輻輳動作をアプリケーション/上位プロトコルが補う。

5. 代表ポートと双方向追跡

サービス	トランスポート/ポート	サービス	トランスポート/ポート
FTP data/control	TCP 20/21	SSH/Telnet	TCP 22/23
SMTP/DNS	TCP 25 / TCP・UDP 53	DHCP server/client	UDP 67/68
HTTP/POP3	TCP 80/110	NTP/IMAP	UDP 123 / TCP 143
SNMP	UDP 161/162	IANA https	TCP 443; UDP 443

これはIANAのサービス登録/既定慣例で，アプリの正体や安全性の証明ではない。サーバは通常サービス側ポート，クライアントは一時送信元ポートを使う。IANAはTCP/443とUDP/443をhttpsとして登録する。HTTP/3はRFC 9114に従いQUIC上で動作しUDP/443をよく使うが，ポートだけで当該プロトコルとは断定できない。詳細は後続回とする。

追跡の前提：クライアント 192.0.2.10:51514 はIPv4 Ethernet LAN上にあり，198.51.100.20:443 はローカルサブネット外で，経路表は設定済みデフォルトゲートウェイを選ぶ。この追跡で扱う全ルーティングリンクはEthernet系と仮定する。この条件でTCP接続する。遠隔なのでサーバMACではなくデフォルトゲートウェイMACをARPで得る。スイッチはMACで転送する。ルータはフレームを外し，宛先IPで経路を選び，TTLを減らし，次リンク用に再カプセル化する。サーバは 443 → 51514 のSYN-ACKを返し，ACKで確立する。戻りの宛先ポートは51514。L2は各ホップで変わり，NATがなければ終端IP/ポート対は維持される。

6. オリジナル問題5問

Q1

IPv4 Ethernetで宛先がローカルサブネット外，デフォルト経路が選ばれた場合に正しいものはどれか。ア ハブはIP経路を選ぶ。イ ホストはデフォルトGWのMACを使い，ルータは宛先IPで経路を選ぶ。ウ ポートがリンクの次ホップを識別する。エ ゲートウェイは常にL1装置である。

正解：イ(2)。 ア ハブはL1。イは装置/アドレスの役割を正しく結ぶ。ウ 次ホップはMAC。エ ゲートウェイは文脈依存。

Q2

Ethernet系リンク間のルーティングホップについて正しいものはどれか。ア 終端IPは各ホップで必ず変わる。イ TTLは増える。ウ ルータはTTLを減らし次リンクのL2/MACで再カプセル化し，NATがなければ終端IPは通常維持する。エ スイッチはTCPポートでインターネット経路を選ぶ。

正解：ウ(3)。 ア 通常維持。イ 減少。ウが正しい。エ L2スイッチはMACで転送。

Q3

TCPについて正しいものはどれか。ア ACKがあればチェックサム不要。イ receive windowはネットワークだけを守る。ウ cwndは受信バッファ容量。エ receive windowは受信側，cwnd/slow startはネットワークを守り，番号・ACK・再送が信頼性を支える。

正解：エ(4)。 ア チェックサムも使う。イ 受信側を守る。ウ cwndは輻輳制御。エは三役を正しく分離。

Q4

UDPについて正しいものはどれか。ア コネクションレスで境界を保ち，必要な信頼性と責任ある輻輳動作は上位が補う。イ 3-way handshakeと順序配送を内蔵。ウ 境界のないバイトストリーム。エ UDPアプリに輻輳責任はない。

正解：ア(1)。 アが正しい。イ・ウはTCP。エ 上位の責任は残る。

Q5

クライアント :51514 が遠隔TCP :443 に接続した。サーバ応答の典型的な宛先ポートは。ア 20 イ 51514 ウ 443 エ 68

正解：イ(2)。 ア FTP data。イ クライアント一時ポート。ウ サーバサービス側。エ DHCP client。

解答：[2, 3, 4, 1, 2] = [イ, ウ, エ, ア, イ]。

7. クイックシート・罠・自己確認・復習

• MAC=現在リンク，IP=経路，port=ホスト内終点。frame→packet→segment/datagram→dataで非カプセル化。
• 罠：ポートは正体/暗号化の証拠ではない。TCP=遅い/UDP=速いと断定しない。ゲートウェイは文脈を見る。
• 自己確認：7層，フロー/輻輳の保護対象，追跡のMAC・TTL・戻りポートを説明できるか。
• 1日後：表を想起。3日後：PDUと51514↔443を再現。7日後：全問を誤答理由込みで再回答。

公式出典と告知

一次公式資料，2026-10-21確認：IPA syllabus Ver.7.2，IETF RFC 1122，RFC 9293 TCP，RFC 5681 TCP congestion control，RFC 768 UDP，RFC 8200 IPv6，RFC 9114 HTTP/3，IANA port registry。

独自学習資料でIPA/IETF/IANAとは無関係。過去問・第三者解説は不使用。合格保証なし。