基本情報技術者試験 ポート番号

Question

基本情報技術者試験のネットワークの問題についてです。
以下が問題文です。

クライアントAがポート番号8080のHTTPプロキシサーバBを経由してポート番号80のWebサーバCにアクセスしているとき，宛先ポート番号が常に8080になるTCPパケットはどれか。

ア：AからBへのHTTP要求及びCからBへのHTTP応答
イ：AからBへのHTTP要求だけ
ウ：BからAへのHTTP応答だけ
エ：BからCへのHTTP要求及びCからBへのHTTP応答

私は以下のように考えました。
クライアント　→　HTTPプロキシサーバ（8080）→　Webサーバ（80）
よって、アを選択しましたが、正答はイでした。

同じ機器での同じ通信であっても、
宛先ポート番号と送信元ポート番号は異なるモノなのでしょうか？

Answer 1

理屈はともかく、プロキシサーバーの動作とはそういうもの（クライアントAからの通信を待ち受けるポート番号[8080]と、Aから受け取ったデータをWEBサーバCへ"転送"するときの送信元ポート番号は通常異なる番号になる）と覚えるのが一番簡単なんじゃないですかね。

BからCへ転送するときの送信元ポート番号はランダムに選ばれます。

問題でいうと、WebサーバCはポート番号80で待ち受けていて、CがプロキシサーバBに対して応答する時の送信元ポートは、おんなじ80番になります。
つまりWebサーバCは、待ち受けるためのポート番号と（応答時の）送信元ポート番号はおなじ番号。
また、BからAへ応答する場合の送信元ポート番号も、待ち受けポート番号と同じ8080。
よって同じ機器の待ち受けポート番号と送信元ポート番号は絶対に異なるというわけでもない。

あとBの送信元ポートはクライアントの通信ごとにランダムにすることで、複数のクライアントを区別できるという意味もあります。

仮に複数のクライアントがBにつながっているとします。
そして、BがCに対してデータを送るときに、送信元ポート番号を常に自分の待ち受けポート番号と同じ8080にするとします。
すると、Cは応答時に宛先ポート番号を、Bから受け取った時の送信元ポート番号である8080に設定します。
こうなっちゃうとプロキシサーバBは、Cからの応答を受けたときに、どのクライアントに対する応答なのか区別できません。

そうではなくて、BがCへ送信する時に、送信元ポート番号をクライアントごとにランダムな番号に変えておき、それぞれのクライアントのIPアドレスと設定した送信元ポート番号を紐づけておきます。このようにすることで、Cから応答があった時に、その応答がどのクライアントに対するものなのか区別して、正しいクライアントに返信できます。

Comments

[piyoko123]

とてもよく分かりました！
プロキシサーバがWebサーバにアクセスするときの送信元ポート番号が、ランダムである必要性についても具体例で理解できました！
ありがとうございます。

Answer 2

同じ機器での同じ通信であっても、

宛先ポート番号と送信元ポート番号は異なるモノなのでしょうか？

はい。むしろ、Bの8080番ポートはクライアントからの問い合わせのためにリッスン中なので、Cへのリクエストにあたって使われることは通常ありません。適当なポート（エフェメラルポート）から問い合わせを行って、そのポートに返信されます。