TCPポート徹底解説：構造・範囲・4タプル・エフェメラルポートとセキュリティ運用の完全ガイド
エバープレイ編集部TCPポートとは — 概要
TCPポートは、インターネットやローカルネットワーク上で動作する複数のアプリケーションやサービスを区別・識別するための番号です。IPアドレスが「どのホスト（どの機械）に届くか」を示すのに対し、ポート番号は「そのホスト上のどのアプリケーション（プロセス）に届くか」を示します。TCPポートはTCP（Transmission Control Protocol）のヘッダに含まれる16ビットのフィールドで、送信元ポートと宛先ポートの2つを持ちます。
ポート番号の構造と範囲
ポート番号は0から65535までの整数で表されます（16ビット）。IANA（Internet Assigned Numbers Authority）はポート番号を大きく3つの範囲に分類しています。
- 0（reserved）: 一般に「予約」されており、ネットワーク上の通常の宛先ポートとしては使用されません。ただし、ソケットAPIではポート番号0を指定するとOSが自動的に空いているエフェメラルポートを割り当てる動作を行います。
- 0〜1023（Well-known ports / ルート権限が必要な特権ポート）: HTTP（80）やSSH（22）などの広く知られたサービスが割り当てられます。UNIX系OSではこれらのポートにバインドするには管理者権限（root）が必要なことが多いです。
- 1024〜49151（Registered ports）: アプリケーションやミドルウェアが登録して使うポート。
- 49152〜65535（Dynamic / Private / Ephemeral ports）: クライアントが接続時に一時的に割り当てられるエフェメラル（短期間）ポートの範囲。IANAの推奨範囲は49152–65535ですが、OSごとにデフォルトの範囲は異なります（後述）。
TCPヘッダとポートの役割
TCPヘッダは送信元ポートと宛先ポートをそれぞれ16ビットで持ちます。これにより、受信側のネットワークスタックは宛先ポートに基づいて正しいローカルソケット（プロセス）にデリバリできます。TCPは接続指向プロトコルなので、ポート番号はIPアドレスと組み合わされて接続を一意に識別します（4タプル：送信元IP, 送信元ポート, 宛先IP, 宛先ポート）。
ソケット、バインド、リッスン、接続
アプリケーションがネットワーク通信を行う際、ソケットという抽象を使います。典型的なサーバは特定のローカルIPとポートに「bind（バインド）」して「listen（待ち受け）」し、クライアントからの接続要求（SYN）を受け入れます。一方、クライアントは接続時にローカル側のエフェメラルポートを使ってサーバのIP:ポートへ接続します。
TCPの接続識別 — 4タプルと多重化
同じサーバプロセスが同じ宛先ポート（例：80）で複数のクライアント接続を同時に扱えるのは、各接続が送信元IPと送信元ポートの組み合わせで区別されるためです。つまり、接続は（送信元IP, 送信元ポート, 宛先IP, 宛先ポート）という4要素の組合せで一意に識別されます。これにより1つのポートで多数のセッションを多重化（マルチプレクス）できます。
エフェメラルポートとOS依存の挙動
クライアント側で使用される一時的なポートがエフェメラルポートです。IANAは49152–65535を推奨していますが、実際のOSデフォルトは異なります。例：
- Windows（Vista以降）: デフォルトは49152–65535
- 多くのLinuxディストリビューション: 既定で32768–60999や32768–61000などを使用することがあった（カーネルパラメータで変更可能）。
必要に応じてsysctlやレジストリで範囲を調整できます（例: Linuxの /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range）。
よく使われるTCPポート（例）
- 20/21: FTP（20=データ, 21=制御）
- 22: SSH（セキュアシェル）
- 23: Telnet（非推奨、平文）
- 25: SMTP（メール送信）
- 53: DNS（通常はUDPだが、ゾーン転送や大きな応答でTCPを使用）
- 80: HTTP
- 110: POP3
- 143: IMAP
- 443: HTTPS
- 3306: MySQL
- 3389: RDP（リモートデスクトップ）
- 5900: VNC
- 8080: HTTP（代替、プロキシや開発用途で多用）
ネットワーク機器・NAT・ファイアウォールとの関係
ファイアウォールはポート番号を基準に通信の許可/拒否を行います。NAT（特にポートフォワーディング）では、外部のIP:ポートを内部IP:ポートへ写像して外部からのアクセスを内部サービスへ届けます。これにより同一グローバルIPで複数の内部ホストがサービスを提供できますが、適切なポートフォワーディング設定とセキュリティ対策が必要です。
セキュリティ上の注意点
- 不要なポートは閉じる: サーバは必要最小限のポートのみを公開する。ポートが開いている＝サービスが稼働している可能性があるため攻撃対象になり得る。
- ポートスキャン対策: Nmapなどでのスキャンに対するログ監視や遅延応答、ポートノッキング等の対策がある。
- 特権ポートへのリスク: ルート権限で動くサービスは脆弱性があった場合の影響が大きい。可能なら低権限ユーザーでの実行やポートプロキシを用いる。
- SYNフラッドなどのTCP攻撃: TCPのハンドシェイクを悪用したDDoS対策（SYN cookieやレート制限、WAF/IDS）を検討する。
運用でよく使うコマンド・確認方法
稼働中のポートやソケット状態を確認するコマンド例（環境により権限が必要）:
- netstat -tulnp（古典的、Linux）
- ss -tuln（より新しく高速なソケット確認ツール、Linux）
- lsof -i :ポート番号（そのポートを使っているプロセスを特定）
- nmap（別ホストからのポートスキャンに利用）
- curl/telnet/nc（netcat）で特定ポートへの接続を試す
ポート番号は「固定」すべきか？
アプリケーションによっては既定ポートを使うのが便利ですが、セキュリティや運用上の理由からポート番号を変更することがあります。ただし、標準ポートを変更するとクライアント側設定やドキュメント、ファイアウォール例外の調整が必要になるため、変更のメリットと運用コストを検討してください。
まとめ
TCPポートはネットワーク上でアプリケーションを識別する重要な仕組みであり、IPアドレスと合わせて通信の宛先を決定します。ポート番号は0〜65535の範囲を取り、用途に応じて「Well-known」「Registered」「Dynamic」の区分があります。運用では、公開ポートの管理、エフェメラルポートの設定、ファイアウォール/NATの設定、脆弱性対策とログ監視が重要です。理解を深めることでトラブルシューティングやセキュリティ強化が行いやすくなります。
参考文献
- IANA — Service Name and Transport Protocol Port Number Registry
- RFC 793 — Transmission Control Protocol
- RFC 6335 — Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Procedures for the Management of the Service Name and Transport Protocol Port Number Registry
- Wikipedia — Port (computer networking)
- Linux kernel networking documentation（ip_local_port_range など）
投稿者プロフィール
