【応用情報 対策】迷子にならないための住所!TCP/IPとウェルノウンポートを完全理解

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応用情報技術者試験のネットワーク分野では、アルファベット3文字のプロトコル(FTP, SMTP, POP3…)がたくさん出てきます。
これらは一体、ネットワークの中でどうやって使い分けられているのでしょうか?

今回は、通信の基礎である「TCP/IP」と「ポート番号」の仕組み、そして少し特殊な動きをするプロトコルについて、過去問(令和4年度 応用情報技術者試験 秋期 午前 問32)を題材に解説します。

【問題】
TCP/IPネットワークで,データ転送用と制御用とに異なるウェルノウンポート番号が割り当てられているプロトコルはどれか。

FTP
POP3
SMTP
SNMP


目次

TCP/IPとポート番号とは?(マンションの例え)

まずは基本用語を、「インターネット = 巨大な配送システム」と考えて整理しましょう。

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

TCP/IPとは、インターネットでデータをやり取りするための世界共通のルール(プロトコル)のセットです。

世界共通のルール(プロトコル)のセット
  • IP: 「住所(IPアドレス)」を見て、荷物を正しい建物(サーバ)まで届ける役割。
  • TCP: 荷物が壊れていないか確認したり、届いた順序を整えたりして、確実な通信を保証する役割。

ウェルノウンポート番号 (Well-Known Ports)

では、応用情報技術者試験の問題にでてきた「ウェルノウンポート番号」とは何でしょうか?

IPアドレスで「建物(サーバ)」までは特定できました。でも、そのサーバの中には、メール機能もあれば、Webサイトの機能もあるかもしれません。
「どの機能(部屋)に荷物を届ければいいの?」
これを識別するのがポート番号です。

特に、0番〜1023番までの番号は、有名なサービスのために予約されているため、ウェルノウン(よく知られた)ポート番号と呼ばれます。

ウェルノウンポート番号の例
  • 80番: Webサイトを見る部屋(HTTP)
  • 25番: メールを送る部屋(SMTP)
  • 110番: メールを受け取る部屋(POP3)

このように、「この番号ならこのサービス!」と決まっているおかげで、世界中のコンピュータが迷わずに通信できます。

正解は「ア」:2つの部屋を使うFTP

ここまでTCP/IPとウェルノウンポート番号について解説してきたところで、冒頭の問題を振り返ってみましょう。

【問題】
TCP/IPネットワークで,データ転送用と制御用とに異なるウェルノウンポート番号が割り当てられているプロトコルはどれか。

FTP
POP3
SMTP
SNMP

ここまで見てきたように、正解は ア(FTP)です。

FTP (File Transfer Protocol) は、ファイルを転送するためのプロトコルですが、実は2つのポート(部屋)を同時に使うという珍しい特徴を持っています。

  1. 制御用コネクション(ポート21番):
    • 「ログインします」「ファイル一覧をください」「ダウンロードを開始します」といった命令(コマンド)のやり取りに使います。
    • 司令塔のような役割です。
  2. データ転送用コネクション(ポート20番):
    • 実際にファイルの中身(データ)を送受信するためだけに使います。
    • 命令を受けて、ひたすら荷物を運ぶ役割です。

このように、「司令塔(制御)」と「運搬係(データ)」で別のポート(21番と20番)を使い分けているのがFTPの大きな特徴です。
大量のデータを送っている最中でも、制御用の回線が空いているため、「途中で転送を中止する」といった命令をスムーズに通すことができます。

他の選択肢のポート番号は?

不正解の選択肢も、試験に頻出の超重要プロトコルです。これらは基本的に1つのポートで通信を行います。

選択肢プロトコル名ポート番号役割・覚え方
POP3
(Post Office Protocol version 3)
110メール受信に使います。
郵便局(Post Office)に取りに行くイメージ。
語呂合わせ:110番(ひゃくとおばん)でポストに行く。
SMTP
(Simple Mail Transfer Protocol)
25メール送信(転送)に使います。
語呂合わせ:25(ニコニコ)動画を送るSMTP。
SNMP
(Simple Network Management Protocol)
161 / 162ネットワーク機器の監視・管理に使います。
ルータやサーバが「生きてるか?」「混雑してないか?」をチェックします。
※監視にはUDPを使用します。

まとめ

  • ポート番号は、サーバ上の「どのサービス(部屋)」を使うかを指定する番号。
  • FTPは特別! 制御用(21番)データ用(20番)の2つのポートを使い分ける。
  • メール送信はSMTP(25)、受信はPOP3(110)

この「FTPは2つ使う」という特徴は、ファイアウォールの設定問題などでもよく問われるポイントです。しっかり覚えておきましょう!

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