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これがわからないとエンジニアにはなれないシリーズ。プロトコルとは?

これがわからないとエンジニアにはなれないシリーズ。プロトコルとは?

この記事では、ネットワークを知る上で必要不可欠なプロトコルについて解説しています。
ネットワーク上のセキュリティリスクについても触れていますので、ネットワークを見直したいなどお考えの方は、最後まで読んでみてください。

  • プロトコルとは
  • 通信でのプロトコルの使われ方
  • プロトコルの代表例
  • セキュリティ的な考え方

プロトコルとは

プロトコルというものをご存知でしょうか?
普段の生活の中では、ほぼ耳にすることがない単語かと思いますが、実は生活の中で気づかないうちに、よく使っているものなんです。

プロトコルを一言で表すと「コンピューター同士の通信をする際の規格」のことです。
詳しく説明しますと、コンピューター同士がネットワークを通じて通信をしあう時には、お互いにどのようなルールで通信を送り合うかを先に決めておいた上で、通信を行なっています。
このルールがプロトコルなんです。

リアルな世界に置き換えてみましょう。
例えば、日本語を話す時にもルールがあります。
主語があって、目的語があって、述語があって、それらを組み合わせて私たちは日本語を話しています。
この話し方の順番や日本語の単語は、日本語を使う人たちには共通のルールになっています。
このように先に同じルールを認識しているからこそ、私たちはコミュニケーションが取れています。
日本語を知らない人に、日本語で話しかけても同じルールを認識していないから意味が伝わりません。

実際には、日本語以外にも英語やフランス語など、たくさんの言語があるように、プロトコルにもたくさんの種類があります。
ただ、どのプロトコルでも共通して、通信するコンピューター同士で、プロトコルで決められたルールで通信する必要があります。

通信でのプロトコルの使われ方

プロトコルが実際に通信の中でどのように使われているかを説明します。
まずは、コンピューターの通信の流れからです。

コンピューターが通信をする時には、通信相手にこれから通信を送ってもいいですか?と確認してから通信を始めるパターンと相手の状態を気にせずデータを勝手に送りつけるパターンの 2 つがあります。
どちらの通信であったとしても、送る通信がどういう内容の通信なのか通信相手に伝える必要があります。
そこで、通信内容の始まりの部分に、この通信はこれに関する通信ですよと、相手に伝えるための番号を記載しています。
この番号をポート番号といいます。

手紙やハガキの見える部分に「契約内容のお知らせ」や「お支払い料金のお知らせ」のように、内容の見出しがついているようなイメージです。
見出しがわかるからこそ、この手紙の内容は契約についての内容なんだなとか、このハガキは支払い料金の通知なんだなとか、あらかじめ理解して内容を見ることができます。

プロトコルには、このポート番号が紐づけられています。
そのため、コンピューターはポート番号を見るだけで、何の通信が送られてきているか知ることができるのです。
そして、プロトコルがわかれば、その後に送られてくるデータの中身がどういう内容なのかわかりますし、どういう順番でデータを処理すればいいのかもわかるようになります。
このように、プロトコルはコンピューター同士が通信をするために、必須な存在です。

プロトコルの代表例

代表的なプロトコルをいくつか紹介します。

HTTP (HypeText Transfer Protocol)

HTTP は、web ページを表示させる時に使われるプロトコルです。
web サーバーと web クライアントの間でデータを通信し合うためのルールです。
通信の内容を暗号化した、HTTPS というプロトコルもあります。
URL の「http://」や「https://」は、どのプロトコルを使って通信をするかを表しています。

FTP (File Transfer Protocol)

FTP は、ネットワーク越しにファイル転送を行うことができるプロトコルです。
レンタルしたサーバーに HTML や CSS などのファイルを送る時に使うことが多いです。

NTP (Network Time Protocol)

NTP は、コンピューターの時刻同期をする時に使われるプロトコルです。
普段の生活の中で意識することは、まずないかと思いますが、パソコンやスマートフォンの時間が正確になっているのは、この NTP が裏で動いて時間を合わせているからです。

セキュリティ的な考え方

ネットワークは、常にセキュリティのリスクと隣り合わせです。
外部から簡単に侵入できるようなネットワークを作ってしまい、情報漏洩につながることもあります。
そのため、ネットワークを考える時には、常にセキュリティのことも考える必要があります。

プロトコルというのは、ものすごく種類があって、よく使われる有名なものもあれば、アプリごとに会社が作るものもあります。
中には、相手のパソコンからデータを抜くような、悪用するためのプロトコルもあります。
そのため、ネットワークのセキュリティを考える時には、最低限使う正しい通信のみを許可するような考え方をします。

ネットワークを使う人に、どういう通信は許可してどういう通信は許可しないか、ネットワークを構築する時には、考える必要があります。
そして、必要なプロトコルを選定したら、そのポート番号の通信を許可します。
また、外部から何か攻撃を受けたり、内部から不審な通信が発生していたりした場合には、その通信のポート番号とプロトコルを調査して、どういう通信なのかを見極める必要があります。

このようにネットワークを作る時には、セキュリティの専門知識も必要になってきます。
なかなか一般の方が、このあたりまで考えるのは難しいかと思いますが、Ederor (エデラー) には、国家資格ネットワークスペシャリストを所有しているエンジニアが所属しています。
また、ネットワークのみならず、セキュリティに精通したメンバーも揃っておりますので、ネットワークの構築でセキュリティのリスクがどれくらいあるのかわからないなど、不安なことがあればいつでもお問い合わせください。

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