TCP/IP（ティーシーピーアイピー）
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TCP/IP
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）は、インターネットの基盤となる通信プロトコル群です。PC 自作において、ネットワーク接続の設定、トラブルシューティング、性能最適化を行うために理解すべき基本的な技術です。
TCP/IP は 4 層構造で構成：
アプリケーション層 HTTP、FTP、SMTP、DNS
トランスポート層 TCP、UDP
インターネット層 IP、ICMP、ARP
ネットワーク層 Ethernet、Wi-Fi
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独立性: 各層が独立して動作
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互換性: 異なる技術の組み合わせ可能
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拡張性: 新技術の追加が容易
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標準化: 世界共通の仕様
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アドレス長: 32 ビット（4 オクテット）
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表記例: 192.168.1.1
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総アドレス数: 約 43 億個
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枯渇問題: 2011 年に枯渇
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アドレス長: 128 ビット（16 オクテット）
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表記例: 2001:db8::1
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総アドレス数: 約 340 澗個
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拡張機能: セキュリティ、QoS 内蔵
プライベートアドレス:
Class A: 10.0.0.0/8
Class B: 172.16.0.0/12
Class C: 192.168.0.0/16
特殊アドレス:
ループバック: 127.0.0.1（localhost）
ブロードキャスト: 255.255.255.255
マルチキャスト: 224.0.0.0/4
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信頼性保証
- データの順序保証
- 重複排除
- エラー検出・再送
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フロー制御
- 受信側の処理能力に応じた送信
- ウィンドウサイズ制御
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輻輳制御
- ネットワーク混雑の検出
- 送信レート調整
クライアント → サーバー: SYN
サーバー → クライアント: SYN+ACK
クライアント → サーバー: ACK
→ 接続確立
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高速: ヘッダが小さい（8 バイト）
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軽量: 接続確立不要
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信頼性なし: エラー検出・再送なし
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リアルタイム向け: 動画・音声配信
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DNS: 名前解決
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DHCP: IP アドレス自動取得
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ゲーミング: リアルタイム通信
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ストリーミング: 動画・音声配信
有線 LAN:
- 1GbE: 標準的な速度
- 2.5GbE: 中速度、普及中
- 10GbE: 高速、サーバー向け
- 25GbE 以上: データセンター向け
無線 LAN:
- Wi-Fi 6 (802.11ax): 最大 9.6Gbps
- Wi-Fi 6E: 6GHz 帯対応
- Wi-Fi 7 (802.11be): 次世代規格
Intel:
- I225-V: 2.5GbE
- I226-V: 2.5GbE（最新）
- X550: 10GbE
Realtek:
- RTL8125B: 2.5GbE
- RTL8111H: 1GbE
- RTL8156: USB 2.5GbE
# IPアドレス確認
ipconfig /all
# ルーティングテーブル確認
route print
# TCP/IP設定リセット
netsh int ip reset
netsh winsock reset
# ネットワーク情報確認
ip addr show
ip route show
# TCP/IP統計情報
ss -tuln
netstat -i
TCP ウィンドウスケーリング:
# Linux
echo 'net.core.rmem_max = 16777216' >> /etc/sysctl.conf
echo 'net.core.wmem_max = 16777216' >> /etc/sysctl.conf
TCP 輻輳制御アルゴリズム:
# BBR（Google開発）有効化
echo 'net.core.default_qdisc = fq' >> /etc/sysctl.conf
echo 'net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr' >> /etc/sysctl.conf
# 接続性テスト
ping 8.8.8.8
# 経路確認
traceroute google.com
# ポート確認
telnet example.com 80
# DNS確認
nslookup google.com
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DNS 解決失敗
# DNS設定確認 cat /etc/resolv.conf # 代替DNS使用 echo "nameserver 8.8.8.8" > /etc/resolv.conf
2. **MTU 設定問題**
```bash
# MTU確認
ip link show
# MTU変更
ip link set dev eth0 mtu 1500
**Windows Defender**:
```cmd
# ファイアウォール状態確認
netsh advfirewall show allprofiles
# ルール追加
netsh advfirewall firewall add rule name="Allow Port 80" dir=in action=allow protocol=TCP localport=80
iptables（Linux）:
# 基本ポリシー設定
iptables -P INPUT DROP
iptables -P FORWARD DROP
iptables -P OUTPUT ACCEPT
# HTTP許可
iptables -A INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
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OpenVPN: オープンソース VPN
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WireGuard: 軽量・高速 VPN
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IPSec: 企業向け標準
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UDP 基盤: TCP の制約を回避
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低レイテンシ: 接続確立高速化
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暗号化内蔵: TLS 1.3 統合
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ネットワークスライシング: 用途別最適化
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エッジコンピューティング: 低遅延処理
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IoT 統合: 大量デバイス接続
現在の普及率（2024年）:
- 世界平均: 約40%
- 日本: 約45%
- Google: 約45%の接続がIPv6
- iperf3: 帯域幅測定
- ping: レイテンシ測定
- MTR: 経路品質測定
- Wireshark: パケット解析
# 帯域幅測定（サーバー側）
iperf3 -s
# 帯域幅測定（クライアント側）
iperf3 -c server_ip -t 60
# 結果例
[ ID] Interval Transfer Bitrate
[ 5] 0.00-60.00 sec 6.55 GBytes 938 Mbits/sec
TCP/IP は、現代ネットワークの基盤技術です。PC 自作において、ネットワーク性能の最適化、トラブルシューティング、セキュリティ確保を行うためには、TCP/IP の基本的な動作原理の理解が不可欠です。
特に、ゲーミング PCやホームサーバーでは、TCP/IP の設定最適化により、ネットワーク性能を大幅に向上させることができます。