完全解剖「名前とアドレス」 第2回

アドレスを効率的に使う手法を学ぼう

IPアドレスの柔軟な割り当てを実現するサブネットマスク

アプリケーションを識別するポート

　TCP/IPを利用した通信に置いて、最終的な情報の宛先はアプリケーションソフトウェアである。IPアドレスによって目的のコンピュータに情報を送ることができたとしても、そこで最後にアプリケーションソフトウェアに情報を渡すという仕事が残っている。この仕事を行なっているのがトランスポートプロトコルのTCP/UDPである。

　IPアドレスはコンピュータそのものを指定しているが、アプリケーションまでは指定してない。アプリケーションを識別する情報がポート番号なのである（図3）。このポート番号によって通信しているアプリケーションを識別できるため、1つのコンピュータで同時に複数の通信アプリケーションを稼働させることができるのである。

図3　ポート番号の役割

ポート番号の決め方

　それではポート番号とTCP/IPアプリケーションの対応はどこで決められているのであろう。ポート番号とサーバの対応はIANA（Internet Assigned Numbers Authority）という組織が管理している。最新の情報はIANAのWebサイトから入手できる。

　ポート番号は16ビット長で0～65,535のアドレス空間がある。IANAはこれをウェルノウンポート、レジスタードポート、ダイナミック／プライベートポートの3つに分けている（表1）。

表1　ポート番号の割り当て

　「ウェルノウンポート（Well-Known Port Numbers）」は、一般的なTCP/IPアプリケーションを対象に、IANAが割り当て管理している番号である。ポート番号の範囲は0～1023番までで、インターネットでよく使われるサービスとポート番号が対応付けられている（表2）。

表2　代表的なウェルノウンポート番号

　「レジスタードポート（登録済みポート、Registered Port Numbers）」は、おもにソフトウエアベンダーが独自アプリケーション用に申請し、IANAが管理するポート番号である。ポート番号の範囲は1024～49151番の範囲である。

　この範囲には、マイクロソフトのSQL Serverの「1433」や、X Window Systemの「6000～6063」などがある。多くのポート番号が登録されているが、システムで使用していないポートは、特に支障がなければ自由に使ってよい。実際Windows系OSではクライアントのポートとして未使用のポートを動的に割り当てている。

　「ダイナミック／プライベートポート（Dynamic and/or Private Port Numbers）」は、ローカルで動的にまたはプライベートに自由に利用できるポートである。

トランスポートプロトコルとポート番号

　ポート番号が同じでも、TCPとUDPとの組み合わせでアプリケーションの動作を変えることもできる。一例としてDNSというサービスを紹介しよう。

　DNSはWebサイトのURLなどに含まれるホストの名前からIPアドレスを解決するプロトコルである。DNSへの問い合わせはUDPプロトコルで53番ポートへ送る。DNSはUDPプロトコルの53番ポートで受け取ったパケットはIPアドレスの問い合わせの処理を行ない、その応答を返す。

　一方TCPを使った53番への通信は、「ゾーン転送」と呼ばれるDNSサーバ間の名前解決のデータベースを交換する場合である。

　なぜこのようなことができるかというと、これはインターネット層がIPヘッダからトランスポートプロトコルを識別し、TCPならTCPモジュールへ、UDPならUDPモジュールへ渡し、そのあとでポート番号によりアプリケーションが識別されるからだ。

　このように、ポート番号はアプリケーションを識別するためのものである。しかし、TCPまたはUDPプロトコルとの組み合わせにより、同じポート番号でも異なるアプリケーションの機能にも利用されているのである。