シーケンス番号によるパケット順序確認に関するネットワークスペシャリスト試験午後Ⅰ形式問題

 平成22年度 午後Ⅰ 問3 設問Ⅰ（シーケンス番号によるパケット順序確認） を参考に、

穴埋め形式のオリジナル10問＋解答＋解説 を作成します。

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シーケンス番号によるパケット到着順の確認（午後Ⅰ穴埋め形式10問）

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問題1

TCPのシーケンス番号は、送信データの ________ を表す値である。

→ 先頭バイト位置

解説：

TCPでは送信する全バイトに通し番号を付け、その先頭バイト番号をシーケンス番号として格納することで、受信側が順序を判断できる。

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問題2

受信側はシーケンス番号と受信バイト数から、次に受け取るべきデータの ________ を算出できる。

→ 期待シーケンス番号

解説：

ACKで通知される番号は「次に受け取りたい先頭バイト番号」であり、連続受信の判定に使う。

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問題3

シーケンス番号が期待値より大きい場合、そのパケットは ________ と判断される。

→ 先行到着（順序飛び）

解説：

まだ到着していないパケットの前に届くため、バッファに一時保存される。

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問題4

シーケンス番号が期待値より小さい場合、そのパケットは ________ と判断される。

→ 重複受信（再送）

解説：

すでに受信済みのデータ範囲に含まれるため、再送パケットとみなされる。

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問題5

受信側がACK番号として返すのは、連続して正しく受信した最後のバイトの ________ を1増やした値である。

→ シーケンス番号

解説：

この仕組みにより、送信側は次に送信すべきデータ位置を判断できる。

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問題6

複数のパケットが異なる経路を通ると、シーケンス番号の大小に関わらず ________ が発生する可能性がある。

→ パケット順序の入れ替わり（乱れ）

解説：

ルーティングの経路分散や遅延差で順序が乱れるが、TCPはシーケンス番号で再構築する。

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問題7

シーケンス番号は送信ごとに増加し、最大値に達すると ________ する。

→ 0に戻る（循環）

解説：

TCPのシーケンス番号は32ビットなので、約4GB送信すると0に戻る仕様。

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問題8

到着順を確認するため、受信側は ________ と受信長を記録して管理する。

→ 各パケットのシーケンス番号

解説：

これにより欠落部分や順序違いを正確に把握できる。

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問題9

順序が乱れたパケットは、欠落パケットが到着するまで ________ に格納される。

→ 再構成バッファ

解説：

TCPは欠落分が届くまで後続データをアプリケーションに渡さない。

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問題10

シーケンス番号による順序制御は、 ________ 層の信頼性を実現する仕組みの1つである。

→ トランスポート

解説：

TCPはトランスポート層で順序制御、誤り検出、再送制御を実装する。

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平成22年度 午後Ⅰ問3 設問Ⅰ の出題スタイルを参考にした実際のパケットキャプチャ表＋順序判定作業付きの午後Ⅰ完全再現問題（正常系＋順序乱れ系） 

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午後Ⅰ 再現形式問題：シーケンス番号によるパケット到着順確認

問題文

以下は、あるTCPセッションにおけるサーバ→クライアント方向のパケットキャプチャの抜粋である。

パケットには 送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、シーケンス番号（Seq）、データ長（Len） が記録されている。

表1：キャプチャ結果（到着順）

到着順 送信元IP 宛先IP Seq Len

① 192.0.2.10 198.51.100.20 1001 500

② 192.0.2.10 198.51.100.20 2001 500

③ 192.0.2.10 198.51.100.20 1501 500

④ 192.0.2.10 198.51.100.20 2501 500

⑤ 192.0.2.10 198.51.100.20 3001 500

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設問1

この通信で、最初に送信されたパケットのシーケンス番号は ________ である。

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設問2

期待シーケンス番号が1501の時に到着したパケットは、

順序としては（ 先行／遅延／重複 ）どれに該当するか。

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設問3

表のパケット③（Seq=1501）は、受信側の期待番号から見て

どのように処理されるかを 15字以内 で答えよ。

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設問4

表中で最も順序が遅れて到着したパケットは、Seq= ________ のものである。

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設問5

もしこのキャプチャが異常系（SYN Floodなど）であれば、Seq番号の推移やLen値にどのような不自然さが見られるか、簡潔に説明せよ。

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解答例と解説

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設問1 解答：

1001

解説：

表①の最初のパケットがシーケンス1001で始まっている。TCPでは最初のデータバイトの位置がシーケンス番号として設定される。

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設問2 解答：

先行

解説：

期待値1501の状態でSeq=2001が到着した場合、間にある1501〜2000のデータが未到着なので先行到着と判断される。

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設問3 解答：

再構成バッファに格納

解説：

順序が前後しているため、欠落データが届くまでアプリケーション層には渡さずバッファで保持する。

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設問4 解答：

1501

解説：

到着順③だが、本来②の直後に来るべきデータであるため、最も遅れて到着したパケットとなる。

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設問5 解答例：

SYN FloodではSeq番号が固定または異常に不連続、Lenが0で大量に繰り返されるなどの不自然さがある。

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図解付き：TCP状態遷移図（簡易版）

[ESTABLISHED]

    ↑            受信バッファ

    | 正常: Seq番号が連続

    | 異常: Seqが飛ぶ / Len=0大量

[送信]-----> [受信]

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比較用：正常系 vs 順序乱れ系

状態 Seq推移 Len 備考

正常 1001→1501→2001→2501… 一定 順序通り到着

順序乱れ 1001→2001→1501→2501 一定 中間データが後で到着

SYN Flood 1000固定 0 接続枯渇攻撃