【基本情報対策】TCP/IPとOSI参照モデル

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1. 2026年11月 TCP/IPとOSI参照モデル 基本情報技術者試験 対策 #11 赤神青空
2. ▪全部実行か全部取り消しか、が原子性 前回のクイズの答えは「A」 前回のクイズ トランザクションの中の処理を、全部実⾏するか、 全部取り消すかのどちらかにする性質は？ 全部実⾏するか、全部取り消すかの どちらかにする性質が、原⼦性（atomicity）。 振替の引き出しだけが反映される、 ということが起きない 答えは A 今ココ おさらい A 原⼦性 全部実⾏か全部取り消しか、が原⼦性（atomicity） B ⼀貫性 決まりに合った状態を保つこと C 独⽴性 同時に動くトランザクションが互いに影響しないこと D 耐久性 コミットした結果が障害でも失われないこと 2/14
3. ▪通信の階層と、Webページが届くまでの流れ 今回の話 ① 階層 OSI基本参照モデルと TCP/IP ② プロトコルと装置 TCP‧UDP‧ポート番号‧ルータ ③ 実務では Web ページが届くまで‧ping 今回いちばん持ち帰ってほしいこと どの層の話かが分かると、通信の仕組みもトラブルも切り分けられる 今ココ はじめに 3/14
4. ▪ISO が決めた、7つの層 OSI基本参照モデル 第7層 第6層 第5層 第4層 第3層 第2層 第1層 今ココ 階層 アプリケーション層 プレゼンテーション層 セション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 アプリどうしのやり取りの決まり（HTTP‧DNS など） データの表し⽅をそろえる（⽂字コード‧圧縮など） 通信の始まりから終わりまでの、やり取りを管理する 端から端まで、データを届ける（TCP‧UDP） IP アドレスを⾒て、宛先までの経路を選ぶ（IP） 直接つながった機器どうしで届ける（イーサネットなど） ケーブルや電波で、ビットを信号にして送る 4/14
5. ▪OSI基本参照モデルの7層との対応 TCP/IP の4階層 OSI基本参照モデル アプリケーション層 プレゼンテーション層 TCP/IP の4階層 主なプロトコル アプリケーション層 HTTP‧DNS‧DHCP‧SMTP トランスポート層 インターネット層 TCP‧UDP IP‧ICMP ネットワークインタフェース層 イーサネット‧無線 LAN セション層 トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 今ココ 階層 （リンク層とも呼ぶ） 5/14
6. ▪各層が、自分の情報をヘッダーに書いて渡す ヘッダーを付けて、下の層へ 送る側：上の層から順にヘッダーを付ける アプリケーション層 データ トランスポート層 インターネット層 TCP データ IP TCP データ IP TCP データ ネットワークインタフェース層 イーサネット TCP ヘッダー：ポート番号 IP ヘッダー：IP アドレス イーサネットのヘッダー：MAC アドレス 今ココ 階層 受け取る側：下の層から順に外していく アプリケーション層 データ トランスポート層 インターネット層 TCP データ IP TCP データ IP TCP データ ネットワークインタフェース層 イーサネット MAC アドレス → IP アドレス → ポート番号の 順に⾒て、上の層へ渡す 6/14
7. ▪確かめながら届けるか、接続せずに送るか TCP と UDP TCP コネクション⽅式（コネクション型） トランスポート層 送る前に、相⼿と接続を確⽴する 届いたかを確かめ、届かなければ送り直す 順番をそろえて、アプリに渡す 向いている使い⽅の例 Web ページ（HTTP/ . ‧HTTP/ ） メール、ファイル転送 今ココ プロトコル UDP トランスポート層 コネクションレス⽅式 接続せずに、すぐ送る 届いたかの確認や、送り直しはしない ⼿間が少ないぶん、速く送りやすい 向いている使い⽅の例 DNS の問い合わせ、DHCP、⾳声通話（VoIP） HTTP/ （UDP の上の QUIC で動く） 7/14
8. ▪コンピュータの中の、どのプログラム宛てか ポート番号 あなたの ブラウザ 宛先 IP アドレス 203.0.113.10 宛先ポート番号 443 送り元の番号は、OS が空いている 番号から選ぶ（例：50123） サーバー（IP アドレス 203.0.113.10） Web サーバー（HTTPS） 443 番 SSH 22 番 PostgreSQL 5432 番 IP アドレスでコンピュータを、ポート番号でその中のプログラムを決める 0〜1023 は、よく使うサービスに割り当てられた番号（ウェルノウンポート） 今ココ プロトコル 8/14
9. ▪TCP やアプリケーション層のプロトコル UDP の上で動く、用途ごとの決まり プロトコル HTTP HTTPS DNS DHCP 何をするか Web ページなどをやり取りする HTTP を TLS で暗号化して送る ドメイン名から IP アドレスを調べる IP アドレスなどの設定を配る SMTP POP IMAP NTP メールを送る‧サーバー間で転送する メールを受け取る（⼿元に取り込む） メールを受け取る（サーバーに置いたまま⾒る） 時刻を合わせる 今ココ プロトコル トランスポート TCP TCP（HTTP/ は UDP） 主に UDP（TCP も使う） UDP ポート番号 67‧68 TCP TCP TCP UDP 9/14
10. ▪どの層の情報を見て中継するか ネットワーク接続装置 OSI の層 装置 何を⾒て、どう中継するか 第4層以上 トランスポート層〜 ゲートウェイ 第3層 ネットワーク層 ルータ‧L スイッチ IP アドレスを⾒て、宛先への経路を選ぶ 第2層 データリンク層 ブリッジ‧L スイッチ MAC アドレスを⾒て、宛先の機器がある側へ送る 第1層 リピータ‧ハブ 電気信号を増幅して中継する（中⾝は⾒ない） 物理層 今ココ 接続装置 プロトコルの違うネットワークどうしを、変換してつなぐ （宛先を覚えていれば） 10/14
11. ▪名前解決URLを開いてから、ページが届くまで → TCP の接続 → TLS → HTTP ブラウザ ① 名前解決（DNS） 主に UDP の 53 番 ② TCP の接続 宛先は TCP の 443 番 ③ TLS TCP の上で ④ HTTP TLS の上で 今ココ 実務では DNS サーバー Web サーバー example.com の IP アドレスは？ .. . SYN SYN ＋ ACK ACK 証明書を確かめ、暗号化の鍵を決める GET /（ページをください） OK ＋ HTML 11/14
12. ▪どこまで届いているかで、切り分ける 層ごとに確かめる道具 $ dig example.com 名前から IP アドレスを引けるか $ ping . . . 相⼿まで届いて、返事が来るか $ traceroute . . . 途中のどのルータまで届いているか DNS（アプリケーション層） ICMP（ネットワーク層） TTL と ICMP（ネットワーク層） ICMP を⽌めている所では、相⼿が動いていても返事が来ないことがある 今ココ 実務では 12/14
13. ▪どの層の話かが分かると、通信の仕組みもトラブルも切り分けられる まとめ 通信は層に分かれ、各層がヘッダーを付けて渡す 階層 TCP は確かめながら届け、UDP は接続せずに送る プロトコル OSI基本参照モデルは7層。TCP/IP は4階層で説明されることが多い ポート番号でプログラムを決め、その上で HTTP や DNS が動く どの層の話かで、⽌まっている所を切り分ける dig で名前解決、ping で届くか、traceroute で経路を確かめる 今ココ まとめ 実務 13/14
14. ▪一度止めて考えてみてください。答え合わせは次回の冒頭で 今回のクイズ TCPとUDPが属する、OSI基本参照モデルの層はどれ？ A 物理層 今ココ まとめ B ネットワーク層 C トランスポート層 D アプリケーション層 14/14