Ⅲ．ポート番号

Ⅲ．１．ポート番号の種類

　パソコンやサーバーでは複数のアプリケーションが同時に稼働しています。ポート番号はそうした環境でアプリケーションを識別するために用いられます。

　ポート番号は16ビットの整数値で 0番 から 65,535番まであり、番号によって次の3種類に分類されます。

• 0番 ～ 1,023番
  ウェルノウン ポート番号(well known port numbers)
  IANAが使用目的(対応するアプリケーション)を定めています。
• 1,024番 ～ 49,151番
  登録ポート番号(registered port numbers)
  使用目的の申請をIANAが受け付けて公表しています。
• 49,152番 ～ 65,535番
  動的ポート番号(dynamic/private port numbers)
  自由に使用できるポート番号として開放されています。
  主にアプリケーション識別用としてOSが管理しています。

代表的なTCP(UDP)のウェルノウン ポート番号は次の通りです。

ポート番号 適用 20 ftp-data：ファイル転送データ 21 ftp：ファイル転送コントロール 25 smtp：メール送信 53 (udp) dns：ドメイン名問い合わせ

ポート番号 適用 80 http：webアクセス 110 pop3：メール受信 ver.3 123 ntp：時刻合わせ 443 https：高セキュリティのhttp

ポート番号の一覧はIANAのサイトで見ることができます。

Ⅲ．２．ポート番号によるアプリケーションの識別

【 もし、ポート番号がなかったら 】
あるユーザーがホームページを見ようとしています(下図)。

ユーザーの送り出したパケットがサーバーに届きます。
サーバーOSは受信したパケットのデータを適切なアプリケーションに渡したいところですが、要求サービスの情報が不足しているため、受け渡すべきアプリケーションを判別できない事態に陥ってしまいます。
このパケットは破棄されることになり、通信は不成立になります。

【 ポート番号があれば 】
あるユーザーがホームページを見ようとしています(下図)。

(1) ブラウザの要求を受けたユーザーOSは、動的ポート番号の中から空いている番号を選択(仮に50000)してブラウザに割り当て、次の情報を記載した要求パケットを送信します。

• 宛先ポート番号:80 (ウェルノウン ポート)
• 待受ポート番号:50000 (動的ポートからランダムに選択)

(2) サーバーOSは宛先ポート番号 80 を参照し、該当の処理(http)を担当するアプリケーション(httpd等)にデータを渡します。
　httpd等が処理・作成した応答データを受けたサーバーOSは、宛先ポート番号が50000(要求パケットの送信元ポート)の応答パケットを完成させて送信します。
　応答パケットを受け取ったユーザーOSは宛先ポート番号 50000 を参照し、要求元であるブラウザにデータを届けます。

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パケットの送受信を適格に行うには、パケットを処理するアプリケーションを双方で識別可能にする仕組みが必須です。
サーバー側は公表されているウェルノウン ポート使用し、ユーザー側は動的ポートの中から選んだポート番号を要求の際に通知する方法が採用されています。
TCP/IP通信での宛先指定には、IPアドレスとポート番号のセットが基本になります。

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　パソコンが選択する動的ポート番号の範囲は netsh コマンドで表示することができます。下記はTCPプロトコルの動的ポートの範囲を表示したものです(windows10の例)。

　ウェルノウン ポートを必要とするのはサーバーです。クライアント(ユーザー)の要求を待ち受けるには公開されている情報(番号)を使う方が便利だからです。
　一方クライアントは、待ち受けるポート番号を要求パケットに記述してサーバーに知らせれば済むことなので、動的ポート番号の中からランダムに選んだ番号を使います。

　パソコンが使っているポート番号は netstat コマンドで知ることができます。
アドレス末尾に続く数値がポート番号です。