基本情報 平成25年度 春期 問37：テクノロジ系に関する問題

答えは c です。

ネットワークでデータを送るときは、宅配便のように入れ子の段ボールで包まれて運ばれます。

• 一番外側：MACアドレス（隣の機械までの届け先）
• 真ん中：IPアドレス（最終的な住所）
• 一番内側：ポート番号（受け取る人の窓口番号）

受信側はまずMAC→次にIP→最後にポートと、外側から順番に開封します。だから送信時の順序は外側=MAC、IP、ポートの順。

👉 覚え方：「MAC→IP→ポート（外→内）。配達と同じで外側から開く」。

ほかの選択肢：a/b はMACが内側にきている／d はポートとIPの順序が逆。

なぜこれが正解か

正解は c。TCP/IPのカプセル化は層ごとに以下のヘッダが付与される：

• アプリケーション層（HTTPなど）
• トランスポート層（TCP/UDP）：ポート番号を持つ
• ネットワーク層（IP）：IPアドレスを持つ
• データリンク層（Ethernet）：MACアドレスを持つ

送信時は外側から内側へ展開して読まれるため、フレーム先頭はMACアドレス → IPアドレス → ポート番号の順序になる。

各選択肢の解説

• a IPアドレス→MACアドレス→ポート番号：MACがIPの内側にあり誤り。
• b IPアドレス→ポート番号→MACアドレス：順序が逆。
• c MACアドレス→IPアドレス→ポート番号：正しいカプセル化順序。
• d MACアドレス→ポート番号→IPアドレス：IPとポートの順序逆。

覚え方・ひっかけ注意

「送出順序は外側（下位層）から内側（上位層）」。送信時：Application→Transport→Network→Data Link で各ヘッダ付与（カプセル化）。送出時のバイト順は逆で、Data Linkヘッダが先頭。受信時は外側から順次デカプセル化。OSI 7階層との対応（MAC=L2、IP=L3、ポート=L4）も同時に押さえる。

理論的背景

TCP/IPのプロトコルスタックは送信時にカプセル化（encapsulation）、受信時にデカプセル化（decapsulation）を行う。送信側で各層のヘッダを順次付与：

1. アプリケーション層：HTTPリクエストデータ

2. トランスポート層：TCPヘッダ（送信元/宛先ポート、シーケンス番号、ACK番号、フラグ、ウィンドウサイズ、チェックサム）

3. ネットワーク層：IPヘッダ（送信元/宛先IPアドレス、TTL、プロトコル、チェックサム）

4. データリンク層：Ethernetフレームヘッダ（プリアンブル、送信元/宛先MACアドレス、EtherType）と末尾FCS

物理線上を流れる順序はEthernetフレーム先頭から、つまりMACアドレス → IPアドレス → ポート番号となる。

実務での使われ方

Wiresharkやtcpdump等のパケットキャプチャツールで実際のフレーム構造を確認できる。ネットワークトラブルシューティングでは、L2問題（MACアドレス重複、ループ）、L3問題（ルーティング、IP重複、サブネットマスク）、L4問題（ファイアウォール、NAT、ポート衝突）、L7問題（アプリケーション認証、データ形式）を層ごとに切り分けるOSI参照モデル思考が基本スキル。SDN/NFVではプロトコルスタックを抽象化してフロー制御するが、内部的には同じカプセル化原理が動作。

試験での位置づけ

FE・APネットワーク分野の最頻出。OSI参照モデルとTCP/IPモデルの対応、各層のヘッダ構造、カプセル化・デカプセル化、ARP（IP→MAC変換）、ルーティングと併せて押さえる。応用情報・NWスペシャリストでは詳細ヘッダフィールドの意味、Ethernetタイプフィールド、IPフラグメンテーション、TCPウィンドウスケーリングまで踏み込む。

関連事項・発展補足

カプセル化の物理表現：Ethernetフレーム=[Preamble | DST MAC | SRC MAC | EtherType | Payload(IPパケット) | FCS]、IPパケット=[IPヘッダ | TCP/UDPセグメント]、TCPセグメント=[TCPヘッダ | アプリデータ]、と入れ子構造。VPN/トンネル技術（IPsec、GRE、VXLAN）は元のパケット全体をペイロードとして再カプセル化する仕組み。MTU（Maximum Transmission Unit）を超える場合はフラグメント化（IPv4は経路途中で可、IPv6は送信元のみ）。Path MTU Discovery で経路最小MTUを発見しフラグメント回避が標準。Wireshark等で実際のパケットを観察するハンズオン学習が試験対策と実務スキルの両立に有効。