TCPコネクションがいくつ張られるかに関するネットワークスペシャリスト試験問題
わかりました。
では「TCPコネクションがいくつ張られるか」をテーマに、午後Ⅰ形式（短文＋図示＋設問）で10問作成します。
図はテキストのASCII図で表し、実際の試験で出るように接続元・宛先IPとポート番号を入れ、4タプルの違いから接続数を判定する問題にします。
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TCPコネクション数判定 午後Ⅰ形式 10問
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問題1
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50001]──→[203.0.113.1:80]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題2
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:443]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題3
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.20:50000]──→[203.0.113.1:80]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題4
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[203.0.113.1:80]──→[192.168.1.10:50000]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題5
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50001]──→[203.0.113.1:443]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題6
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.2:80]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題7
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.11:50000]──→[203.0.113.2:80]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題8
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
ただし、1本目はFINで切断後、TIME_WAIT経過前に同じポートで再接続。
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題9
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50001]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50002]──→[203.0.113.1:443]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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問題10
[192.168.1.10:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.11:50000]──→[203.0.113.1:80]
[192.168.1.10:50001]──→[203.0.113.1:443]
この場合、TCPコネクションはいくつ張られるか。
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解答と解説
問題 コネクション数 解説
1 2 送信元ポートが異なるため別コネクション。
2 2 宛先ポートが異なるため別コネクション。
3 2 送信元IPが異なるため別コネクション。
4 1 方向が逆でも4タプルは同一。
5 2 宛先ポートも送信元ポートも異なる。
6 2 宛先IPが異なるため別コネクション。
7 2 双方のIPが異なるため別コネクション。
8 1（ただし再利用で混同リスク） 再利用なので理論上同一、ただしTIME_WAIT中は通常新規接続不可。
9 3 送信元ポートや宛先ポートが異なる全て別コネクション。
10 3 送信元IPまたはポートが異なるため全て別コネクション。
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この午後Ⅰ形式なら、4タプルの理解を直接問える短文問題集として試験練習に最適です。
もし希望があれば、この10問を パケットキャプチャ付き・TCP状態遷移図付き にして午後Ⅱ問題風に拡張できますが、そうしますか？
了解です。
では、先ほどの「TCPコネクションがいくつ張られるか」問題を 午後Ⅱ形式 に拡張し、
パケットキャプチャ（Wireshark風）
TCP状態遷移図（ASCII図）
正常系／異常系の比較
解答・解説付き
で作成します。
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TCPコネクション数判定 午後Ⅱ形式（正常系＋異常系） 10問
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問題1（正常系）
パケットキャプチャ
No. Time Source SrcPort Destination DstPort Flags
1 0.000 192.168.1.10 50000 203.0.113.1 80 SYN
2 0.050 203.0.113.1 80 192.168.1.10 50000 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.10 50000 203.0.113.1 80 ACK
4 1.200 192.168.1.10 50001 203.0.113.1 80 SYN
5 1.250 203.0.113.1 80 192.168.1.10 50001 SYN,ACK
6 1.300 192.168.1.10 50001 203.0.113.1 80 ACK
状態遷移図（簡略）
50000: CLOSED → SYN_SENT → ESTABLISHED
50001: CLOSED → SYN_SENT → ESTABLISHED
設問
この場合、TCPコネクションはいくつ確立されているか。
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問題2（異常系 SYN Flood）
パケットキャプチャ
No. Time Source SrcPort Destination DstPort Flags
1 0.000 192.168.1.50 40000 203.0.113.1 80 SYN
2 0.001 192.168.1.51 40001 203.0.113.1 80 SYN
3 0.002 192.168.1.52 40002 203.0.113.1 80 SYN
...（1000件以上連続SYN）
状態遷移図
サーバ側: LISTEN → SYN_RCVD（多数）→（ACKなしでタイムアウト）
設問
この場合、サーバ側で確立されるTCPコネクションはいくつか。
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問題3（正常系・異なる宛先ポート）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.20 50010 203.0.113.1 80 SYN
2 0.050 203.0.113.1 80 192.168.1.20 50010 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.20 50010 203.0.113.1 80 ACK
4 0.200 192.168.1.20 50011 203.0.113.1 443 SYN
5 0.250 203.0.113.1 443 192.168.1.20 50011 SYN,ACK
6 0.300 192.168.1.20 50011 203.0.113.1 443 ACK
設問
この場合、確立されるコネクション数はいくつか。
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問題4（異常系・RST応答）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.10 50000 203.0.113.5 23 SYN
2 0.010 203.0.113.5 23 192.168.1.10 50000 RST,ACK
設問
この場合、TCPコネクションは確立されるか。
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問題5（正常系・異なる宛先IP）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.10 50020 203.0.113.1 80 SYN
2 0.050 203.0.113.1 80 192.168.1.10 50020 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.10 50020 203.0.113.1 80 ACK
4 0.200 192.168.1.10 50021 203.0.113.2 80 SYN
5 0.250 203.0.113.2 80 192.168.1.10 50021 SYN,ACK
6 0.300 192.168.1.10 50021 203.0.113.2 80 ACK
設問
確立されるコネクション数はいくつか。
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（問題6〜10も同様に、正常系・異常系を交互に作成
例：同一ポート再利用、TIME_WAIT中接続試行、異なる送信元IP、SYN後ACK遅延、ポートスキャンでRST応答など）
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解答例（1〜5）
問題 コネクション数 解説
1 2 送信元ポートが異なるので別コネクション。
2 0 ACKが返らず確立しない（SYN Floodは未確立状態の大量保持）。
3 2 宛先ポートが異なるため別コネクション。
4 0 RSTで即座に拒否、確立しない。
5 2 宛先IPが異なるため別コネクション。
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この午後Ⅱ形式は、4タプルの理解＋キャプチャ解析＋状態遷移の知識を同時に問えます。
さらに、問題6〜10を追加すれば、完全な試験セットになります。
もし希望があれば、これを 図（状態遷移図）を綺麗に整形してPDF化 できますが、その形にしますか？
了解です。
では、先ほどの問題1〜5の続きとして、問題6〜10 を作成します。
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TCPコネクション数判定 午後Ⅱ形式（正常系＋異常系） 続き
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問題6（正常系・同一宛先・同一ポート・異なる送信元ポート）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.30 51000 203.0.113.10 25 SYN
2 0.050 203.0.113.10 25 192.168.1.30 51000 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.30 51000 203.0.113.10 25 ACK
4 2.000 192.168.1.30 51001 203.0.113.10 25 SYN
5 2.050 203.0.113.10 25 192.168.1.30 51001 SYN,ACK
6 2.100 192.168.1.30 51001 203.0.113.10 25 ACK
設問
確立されるTCPコネクションの数はいくつか。
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問題7（異常系・TIME_WAIT中再接続試行）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.40 52000 203.0.113.20 110 SYN
2 0.050 203.0.113.20 110 192.168.1.40 52000 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.40 52000 203.0.113.20 110 ACK
4 1.000 （アプリ終了） - - - FIN,ACK
5 1.050 （相手応答） - - - ACK
6 1.100 （相手終了） - - - FIN,ACK
7 1.150 （自機応答） - - - ACK
8 1.200 192.168.1.40 52000 203.0.113.20 110 SYN
設問
最後のSYNは成功するか。
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問題8（正常系・異なる送信元IP）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.50 53000 203.0.113.30 21 SYN
2 0.050 203.0.113.30 21 192.168.1.50 53000 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.50 53000 203.0.113.30 21 ACK
4 0.500 192.168.1.51 53000 203.0.113.30 21 SYN
5 0.550 203.0.113.30 21 192.168.1.51 53000 SYN,ACK
6 0.600 192.168.1.51 53000 203.0.113.30 21 ACK
設問
確立されるTCPコネクションの数はいくつか。
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問題9（異常系・ポートスキャン）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.60 54000 203.0.113.40 21 SYN
2 0.010 203.0.113.40 21 192.168.1.60 54000 RST,ACK
3 0.020 192.168.1.60 54001 203.0.113.40 22 SYN
4 0.030 203.0.113.40 22 192.168.1.60 54001 RST,ACK
設問
確立されるTCPコネクションの数はいくつか。
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問題10（正常系・同一ポート再利用だが異なる宛先）
パケットキャプチャ
1 0.000 192.168.1.70 55000 203.0.113.50 80 SYN
2 0.050 203.0.113.50 80 192.168.1.70 55000 SYN,ACK
3 0.100 192.168.1.70 55000 203.0.113.50 80 ACK
4 0.500 192.168.1.70 55000 203.0.113.51 80 SYN
5 0.550 203.0.113.51 80 192.168.1.70 55000 SYN,ACK
6 0.600 192.168.1.70 55000 203.0.113.51 80 ACK
設問
確立されるTCPコネクションの数はいくつか。
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解答例（6〜10）
問題 コネクション数 解説
6 2 宛先と送信元ポートの組み合わせが異なるため別コネクション。
7 失敗（0） TIME_WAIT中は同一4タプルで再接続不可。
8 2 送信元IPが異なるため別コネクション。
9 0 全てRST応答で確立されない。
10 2 宛先IPが異なるため別コネクション。
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これで問題1〜10が揃い、正常系＋異常系の比較＋TCP 4タプルの概念が学べるセットになりました。
もし希望があれば、この全20ページ分（問題＋解答＋図解付き）をPDF化して渡せますが、そうしますか？
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