トランスポート層とポート番号
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TCPとUDPの違い、そしてポート番号の暗記が試験突破のカギ！HTTP=80、HTTPS=443は絶対覚えよう！
トランスポート層とポート番号
簡単にいうと
TCPとUDPの違い、そしてポート番号の暗記が試験突破のカギ！HTTP=80、HTTPS=443は絶対覚えよう！
① TCPとUDPの比較
トランスポート層で使用されるプロトコルは主にTCPとUDPの2つです。両者は通信の信頼性と速度のバランスが大きく異なります。
| 項目 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 正式名称 | Transmission Control Protocol | User Datagram Protocol |
| 接続方式 | コネクション型 | コネクションレス型 |
| 事前接続 | 通信前に接続を確立する（3ウェイハンドシェイク） | 接続確立なしに送信開始 |
| 信頼性 | 高い（到達確認・再送制御・順序保証あり） | 低い（到達確認なし・順序保証なし） |
| 速度 | やや遅い（確認処理のオーバーヘッドがある） | 高速（確認処理がない） |
| 用途 | Webページ表示、メール送受信、ファイル転送 | IP電話（VoIP）、動画ストリーミング、DNS問い合わせ |
TCPの3ウェイハンドシェイクは、通信開始前に送信側と受信側が3回のメッセージをやり取りして接続を確立する手順です。
1. 送信側 → 受信側: SYN（接続要求）
2. 受信側 → 送信側: SYN+ACK（接続要求の確認＋応答）
3. 送信側 → 受信側: ACK（応答の確認）
この手順が完了してはじめてデータの送受信が開始されます。電話をかけて「もしもし」「はい」「では話します」と確認するようなイメージです。
UDPは接続確立を行わず、いきなりデータを送信します。データが届いたかどうかの確認もしないため、速度を重視するリアルタイム通信に適しています。多少データが欠落しても、音声や映像の場合は再送するより次のデータを送った方がスムーズに視聴できるためです。
② ポート番号の役割
IPアドレスが「建物の住所」だとすると、ポート番号は「部屋番号」にあたります。1台のサーバで複数のサービス（Webサーバ、メールサーバ、FTPサーバなど）を同時に動かしている場合、どのサービス宛ての通信かを識別するのがポート番号の役割です。
ポート番号は0〜65535の範囲で使用され、以下のように分類されます。
| 範囲 | 名称 | 用途 |
|---|---|---|
| 0〜1023 | ウェルノウンポート番号 | サーバ側で使用する標準ポート番号。IANAが管理 |
| 1024〜49151 | 登録ポート番号 | 特定のアプリケーションが登録して使用 |
| 49152〜65535 | 動的・プライベートポート番号 | クライアント側が一時的に使用 |
ウェルノウンポート番号（0〜1023）はサーバ側のみが使用する予約済み番号です。クライアント側は49152以降の動的ポートが自動的に割り当てられます。
③ 主要ウェルノウンポート番号一覧
試験でよく問われるウェルノウンポート番号を整理しましょう。
| ポート番号 | プロトコル | 用途 |
|---|---|---|
| 20 | FTP（データ転送用） | ファイル転送のデータ通信に使用 |
| 21 | FTP（制御用） | ファイル転送の制御（コマンド送受信）に使用 |
| 22 | SSH | 暗号化された遠隔操作（セキュアシェル） |
| 25 | SMTP | メール送信（サーバ間転送） |
| 53 | DNS | ドメイン名の名前解決 |
| 80 | HTTP | Webページの転送（暗号化なし） |
| 110 | POP3 | メール受信（サーバからダウンロード） |
| 443 | HTTPS | Webページの転送（SSL/TLS暗号化） |
| 546/547 | DHCPv6 | IPv6環境でのIPアドレス自動割当 |
| 587 | SMTP（サブミッション） | メール送信（クライアントからサーバへ。認証付き） |
特にHTTP=80、HTTPS=443、FTP=20/21、SMTP=25は出題頻度が非常に高いため、確実に暗記しましょう。
具体例
TCPとUDPの使い分けを、荷物の配送サービスに例えてみましょう。
TCP = 書留郵便のイメージです。送信者がポストに投函する前に受取人の存在を確認し（3ウェイハンドシェイク）、配達記録が残り（シーケンス番号）、届かなかったら再配達してくれます（再送制御）。確実に届きますが、その分手続きに時間がかかります。大切な書類（メール、ファイル転送）はこちらを使います。
UDP = ポスティング（チラシ投函）のイメージです。事前確認なしにポストに投げ込むだけ（接続確立なし）。届いたかどうかの確認もなく（到達確認なし）、順番が前後しても気にしません（順序保証なし）。その代わり大量に高速で配布できます。IP電話やライブ配信のように、速度重視でリアルタイム性が求められる場面で使います。
試験のポイント
- ・要は「TCP=信頼性(メール等)、UDP=速度(IP電話等)
- ・HTTP=80、HTTPS=443、FTP=20/21、SMTP=25は暗記必須」
- ・3ウェイハンドシェイク（SYN→SYN+ACK→ACK）の流れ、ウェルノウンポート番号=0〜1023でサーバ側のみが使用する点も頻出
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