LESSON 25分

ストーリー

あなた
先輩、コンピュータ同士ってどうやって会話してるんですか?
先輩
人間同士が会話するとき、日本語とか英語とかルールがあるよね?
あなた
はい、言葉のルールですね
先輩
コンピュータにも通信のルールがあるんだ。それを”プロトコル”って呼ぶんだよ

プロトコルとは

一言で言うと

通信するときの約束事(ルール)

プロトコル(Protocol)= 「手順」「規約」「約束事」


なぜプロトコルが必要なのか

人間の場合

日本人とアメリカ人が会話するには、共通の言語(英語など)が必要です。

[日本人] --- 日本語 ---> [アメリカ人]  ← 通じない
[日本人] --- 英語 --->   [アメリカ人]  ← 通じる!

コンピュータの場合

メーカーも機種も違うコンピュータ同士が通信するには、共通のルールが必要です。

[Windows PC] --- ??? ---> [Mac]          ← ルールなしだと通じない
[Windows PC] --- TCP/IP ---> [Mac]       ← 共通ルールで通じる!

郵便の例え

手紙を送るにも「ルール」があります。

1. 封筒に宛先を書く       → IPアドレス(送り先の指定)
2. 切手を貼る             → 回線使用料
3. ポストに入れる         → ネットワークに送信
4. 郵便局が仕分けする     → ルーターが経路選択
5. 届け先に配達される     → サーバーに到着

プロトコルは、この「手紙の送り方ルール」のコンピュータ版です。


主要なプロトコル

TCP/IP

インターネットの基盤となるプロトコル群。

プロトコル役割例え
IPデータの宛先を指定する封筒の宛先
TCPデータを確実に届ける書留郵便(届いたか確認する)
UDPデータを素早く届ける普通郵便(確認なし、でも速い)

アプリケーション層のプロトコル

プロトコル役割用途
HTTP/HTTPSWebページの通信ブラウザでの閲覧
DNSドメイン名をIPアドレスに変換www.example.com → 93.184.216.34
SMTPメールの送信メールを送る
FTPファイルの転送ファイルをアップロード・ダウンロード
SSH安全なリモート接続サーバーに安全にログイン

TCPとUDPの違い

TCP(Transmission Control Protocol)

確実にデータを届ける プロトコル。

送信側: 「データ1を送ります」
受信側: 「データ1を受け取りました」
送信側: 「データ2を送ります」
受信側: 「データ2を受け取りました」
  • データが届いたか確認する(信頼性が高い)
  • 届かなかった場合は再送する
  • 用途:Webページ、メール、ファイル転送

UDP(User Datagram Protocol)

素早くデータを届ける プロトコル。

送信側: 「データ1を送ります」
送信側: 「データ2を送ります」
送信側: 「データ3を送ります」
(届いたかの確認はしない)
  • 確認しないので速い
  • データが一部失われる可能性がある
  • 用途:動画ストリーミング、オンラインゲーム、音声通話

使い分け

状況プロトコル理由
Webページを見るTCP内容が正確に届く必要がある
メールを送るTCPメールが欠けては困る
動画を見るUDP多少乱れても速さが重要
オンラインゲームUDPリアルタイム性が重要
ファイルをダウンロードTCPデータが完全である必要がある

ポート番号

IPアドレスが「住所」なら、ポート番号は「部屋番号」です。

IPアドレス: 192.168.1.1     (マンションの住所)
ポート番号: 80               (部屋番号)

よく使われるポート番号

ポート番号プロトコル用途
80HTTPWeb(暗号化なし)
443HTTPSWeb(暗号化あり)
22SSHリモート接続
53DNS名前解決
25SMTPメール送信
3306MySQLデータベース

URLとポート番号

graph LR
    URL["http://www.example.com:80/index.html"]
    P["http:// → プロトコル"]
    D["www.example.com → ドメイン名"]
    Port[":80 → ポート番号(省略可)"]
    F["/index.html → ファイルパス"]
    URL --- P
    URL --- D
    URL --- Port
    URL --- F
    style URL fill:#1e293b,stroke:#475569,stroke-width:2px,color:#f8fafc
    style P fill:#dbeafe,stroke:#2563eb,color:#1e40af
    style D fill:#d1fae5,stroke:#059669,color:#065f46
    style Port fill:#fef3c7,stroke:#d97706,color:#92400e
    style F fill:#fee2e2,stroke:#dc2626,color:#991b1b

通常、HTTPの80番とHTTPSの443番は省略されます。


まとめ

ポイント内容
プロトコル通信の約束事(ルール)
TCP確実にデータを届ける(Webページ、メール)
UDP素早くデータを届ける(動画、ゲーム)
ポート番号アプリケーションを識別する「部屋番号」

チェックリスト

  • プロトコルが「通信の約束事」であると理解した
  • TCP と UDP の違いを説明できる
  • 主要なプロトコル(HTTP, DNS, SSH)を知っている
  • ポート番号の役割を理解した

次のステップへ

プロトコルの基本が分かりましたね。

次のセクションでは、これらのプロトコルがどのように「層」として積み重なっているのか、ネットワークの階層モデル を学びます。


推定読了時間: 25分