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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
独立性: 各層が独立して動作
互換性: 異なる技術の組み合わせ可能
拡張性: 新技術の追加が容易
標準化: 世界共通の仕様
アドレス長: 32 ビット(4 オクテット)
表記例: 192.168.1.1
総アドレス数: 約 43 億個
枯渇問題: 2011 年に枯渇
アドレス長: 128 ビット(16 オクテット)
表記例: 2001:db8::1
総アドレス数: 約 340 澗個
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
信頼性保証
フロー制御
輻輳制御
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
高速: ヘッダが小さい(8 バイト)
軽量: 接続確立不要
信頼性なし: エラー検出・再送なし
リアルタイム向け: 動画・音声配信
DNS: 名前解決
DHCP: IP アドレス自動取得
ゲーミング: リアルタイム通信
ストリーミング: 動画・音声配信
有線 LAN:
無線 LAN:
Intel:
Realtek:
# 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
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
OpenVPN: オープンソース VPN
WireGuard: 軽量・高速 VPN
IPSec: 企業向け標準
UDP 基盤: TCP の制約を回避
低レイテンシ: 接続確立高速化
暗号化内蔵: TLS 1.3 統合
ネットワークスライシング: 用途別最適化
エッジコンピューティング: 低遅延処理
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
# 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。