インターネット・プロトコル・スイート（TCP/IP）

構造と階層

このスイートは、関心事を分離して実装を簡素化する階層構造で編成されている。一般的な概念モデルでは、リンク層（ネットワークアクセス）、インターネット層（ルーティングとアドレス指定）、トランスポート層（エンドツーエンド通信）、アプリケーション層（サービス固有のプロトコル）の4層を示す。各層は上位層にサービスを提供し、下位層のサービスに依存する。カプセル化では、上位レベルのメッセージを下位レベルのヘッダーで包むことで、パケットを異なる伝送媒体上で運び、ネットワーク間で交換できるようにする。

中核プロトコルと例

このスイートには、よく知られた複数のプロトコルが含まれる。インターネット層ではIPがアドレスを割り当ててパケットをルーティングし、トランスポート層ではTCPが信頼性のある順序どおりの配送とエラーチェックを提供する。より軽量なトランスポート方式であるUDPは、一定の損失を許容できるアプリケーション向けに、低遅延でコネクションレスの配送を提供する。アプリケーション層のプロトコルには、ワールド・ワイド・ウェブで使われるハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）、ホスト名をIPアドレスへ変換するドメインネームシステム（DNS）、電子メール配送のための簡易メール転送プロトコル（SMTP）、時計同期のためのネットワーク時刻プロトコル（NTP）がある。

主なプロトコル（簡易一覧）

• IP — ネットワークをまたぐパケットのアドレス指定とルーティング。
• TCP — 輻輳制御を備えた信頼性のあるストリーム転送。
• UDP — リアルタイムアプリケーション向けの最小限のコネクションレス転送。
• HTTP/HTTPS — ウェブ文書の取得と安全なウェブ通信。
• DNS — ホスト名の名前解決とサービス発見。
• NTP — ネットワークをまたぐシステムクロックの同期。

歴史、標準化、運営

このプロトコル・スイートは、1970年代から1980年代にかけて、パケット交換ネットワークと初期のARPANETプロジェクトが、アドレス指定や再送の共通手法へと収束する過程での研究と実験から発展した。時間の経過とともに、マルチメディアストリーミング、安全な転送、モビリティなど、新たな必要性に応じてプロトコル群は拡大した。技術開発と保守は、プロトコル仕様書および情報文書を発行するIETFをはじめとする標準化団体によって、公開の形で調整されている。標準化の過程では、相互運用性と自主的な採用が重視される。

重要性、用途、主な特性

インターネット・プロトコル・スイートは、ウェブ閲覧、電子メール、ファイル転送、リモートアクセス、音声・映像通話、そして無数の機械間通信など、現代のほぼすべてのネットワークサービスの基盤となっている。その階層設計はモジュール性を促進し、ある層、たとえばリンク層技術のネットワークが進化しても、上位層のアプリケーションを変更せずに済む。主な特性には、エンドツーエンドの原則、共通のアドレス指定方式の利用、ならびに変化する要件に対応するための、セキュリティプロトコル（TLS）やトンネリング機構などの広範な拡張エコシステムがある。大きな成功を収めている一方で、このスイートは、アドレス空間の拡張、プライバシーとセキュリティの改善、モノのインターネットのような新たなパラダイムへの適応といった継続的な課題にも直面している。