TCP/IPとは
まず結論
TCP/IPとは、インターネット上の通信で使われるプロトコル（通信規約）の集まりのことです。「4層のレイヤー構造」で役割を分担しており、TCPが信頼性のあるデータ転送を、IPがアドレス指定と経路選択を担います。試験では「どの層がどの役割を持つか」「TCPとUDPの違い」が頻出です。
🗂️ TCP/IP 4層モデル
TCP/IPは4つの層（レイヤー）に分かれており、上から順に通信処理が行われます。
第4層 アプリケーション層
HTTP・SMTP・DNS・FTP・SSH
ユーザーが使うサービス・アプリの通信を定義
▼ データをセグメントに分割してカプセル化
第3層 トランスポート層
TCP（信頼性・順序保証）・UDP（高速・低信頼）
端末間のデータ転送の信頼性を管理
▼ パケットにIPアドレスを付与
第2層 インターネット層
IP・ICMP・ARP
IPアドレスによるアドレッシングと経路選択（ルーティング）
▼ フレームとして物理的に送受信
第1層 ネットワークインターフェース層
Ethernet・Wi-Fi（IEEE 802.11）・PPP
物理的な媒体（ケーブル・無線）でのデータ送受信
覚え方： 「アプリ→トランスポート→インターネット→NI層」の順。上位層ほどユーザーに近く、下位層ほど物理的な通信に近いです。
⚖️ TCPとUDPの違い
トランスポート層には2種類のプロトコルがあり、用途によって使い分けます。
TCP（Transmission Control Protocol）
信頼性重視
・3ウェイハンドシェイクで接続確立
・ACK（確認応答）で受信を確認
・パケット損失時は再送する
・順序を保証する
用途： Webブラウジング（HTTP）、メール（SMTP）、ファイル転送（FTP）
UDP（User Datagram Protocol）
速度重視
・接続確立なし（コネクションレス）
・確認応答・再送なし
・順序は保証しない
・オーバーヘッドが小さい
用途： 動画配信・ストリーミング、VoIP（音声通話）、DNS、オンラインゲーム
試験ポイント： TCPは「信頼性あり・遅い」、UDPは「信頼性なし・速い」と覚えよう。「再送制御」「順序制御」があるのはTCPだけです。
🤝 TCPスリーウェイハンドシェイク
TCPで通信を始める前に、必ず3回のやり取りで接続を確立します。
クライアント
例: ブラウザ
① SYN
「接続したいです」
② SYN-ACK
「了解、こちらも接続OK」
③ ACK
「確認しました」→ 通信開始！
サーバー
例: Webサーバー
SYN / ACK の意味： SYN = synchronize（同期）、ACK = acknowledgement（確認応答）。この3ステップを経て初めてデータの送受信ができます。
🔄 OSI参照モデル7層との対応
OSI参照モデルは7層で定義されていますが、TCP/IPは4層にまとめた実用的なモデルです。
OSI参照モデル（7層）
TCP/IP（4層）
第7層 アプリケーション
⟩
アプリケーション層
HTTP, SMTP, DNS
HTTP, SMTP, DNS
第6層 プレゼンテーション
⟩
第5層 セッション
⟩
第4層 トランスポート
⟺
トランスポート層
TCP, UDP
TCP, UDP
第3層 ネットワーク
⟺
インターネット層
IP, ICMP
IP, ICMP
第2層 データリンク
⟩
NI層
Ethernet, Wi-Fi
Ethernet, Wi-Fi
第1層 物理
⟩
OSI 7層の覚え方（上から）： 「アプリ・プレゼン・セッション・トランスポート・ネットワーク・データリンク・物理」。試験ではどの層が「何を担当するか」をよく問われます。
🎯 試験での出方
- 「TCPとUDPの違いを説明せよ」系の選択問題（再送・ACK・コネクションレスがキーワード）
- 各プロトコル（HTTP・DNS・FTP）がどの層に属するか
- TCPスリーウェイハンドシェイクのステップ（SYN→SYN-ACK→ACK）
- OSI参照モデルの各層名と順番（第1〜7層）
- TCP/IPの4層とOSI7層の対応関係
- 「信頼性のある通信」「コネクション型」＝TCPと判断する問題
⚠️ よくある間違い
- 「TCPは速い」は誤り：TCPは信頼性重視のため、UDPより遅い。速いのはUDP。
- IPアドレスを管理するのはIP層（インターネット層）：MACアドレスはNI層（データリンク層）が管理する。
- DNSはUDPを使う：「信頼性が必要そう」と思ってTCPと答えてしまいがちだが、通常のDSN問い合わせはUDP（ポート53）を使う。
- TCP/IPは「2つのプロトコル」ではない：TCP/IPはプロトコル群（スタック）の総称。HTTPやDNSなども含まれる。
- ハンドシェイクの順番：SYN→SYN/ACK→ACKの順。ACKが最初ではない。
✍️ 確認クイズ
Q1. TCPとUDPを比較したとき、正しい説明はどれか？
正解はイ。TCPはスリーウェイハンドシェイク（SYN→SYN-ACK→ACK）でコネクションを確立します。UDPは再送制御なし・コネクションレス型で、速度優先の用途（動画配信など）に使われます。
Q2. TCP/IPの4層モデルで、IPアドレスによる経路選択（ルーティング）を担当する層はどれか？
正解はウ。インターネット層（OSIではネットワーク層に対応）はIPアドレスを使ったアドレッシングと経路選択（ルーティング）を担当します。主なプロトコルはIP・ICMP・ARPです。
Q3. TCPのスリーウェイハンドシェイクの手順として正しいものはどれか？
正解はウ。①クライアントがSYNを送信 → ②サーバーがSYN-ACKで応答 → ③クライアントがACKを送信、の順で接続が確立されます。この3ステップを「スリーウェイハンドシェイク」と呼びます。
Q4. TCPとUDPのどちらを使うべきか、の判断として正しいものはどれか？
正解はイ。TCP：信頼性優先（再送制御あり）→ファイル転送(FTP)・Web(HTTP/S)・メール(SMTP)。UDP：速度優先（再送なし）→動画配信・VoIP・オンラインゲーム・DNS。「多少データが抜けても速さが重要」な用途はUDP、「正確に届けることが重要」な用途はTCPです。
Q5. OSI参照モデルの第3層（ネットワーク層）とTCP/IPの4層モデルの「インターネット層」が担当するプロトコルはどれか？
正解はウ。インターネット層（ネットワーク層）のプロトコル：IP（IPアドレスによる経路選択）、ICMP（ping等のエラー通知）、ARP（IPアドレス→MACアドレス変換）。TCP/UDPはトランスポート層、HTTP等はアプリケーション層、Ethernetはネットワークインターフェース層です。
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