ネットワーク接続におけるコンピュータのポートの用途と役割

コンピュータ ポートは、すべてのコンピューティング デバイスの重要な機能です。ポートは、デバイスが周辺機器やコンピュータ ネットワークと通信するために必要な入出力インターフェイスを提供します。

コンピュータ上の最も重要なポートはネットワーク接続に使用され、ポートがなければコンピュータは完全に隔離され、外部と通信できなくなります。

物理ポート

ポートは物理ポートでも仮想ポートでもかまいません。物理ネットワーク ポートを使用すると、コンピュータ、ルーター、モデム、その他多くの周辺機器にケーブル接続できます。ポート自体は何らかの方法でマザーボードに物理的に接続されています。

コンピュータ ネットワーク ハードウェアで使用できるさまざまな種類の物理ポートには、次のようなものがあります。

• イーサネット ポート:イーサネット ケーブル用の四角い接続ポイント。
• USB ポート: USB ケーブル用の長方形の接続ポイント。
• シリアル ポート: シリアル ケーブル用の円形接続ポイント

ネットワーク接続に加えて、コンピュータに存在する他のポートには、ビデオ (HDMI や VGA など)、マウスとキーボード (PS/2)、FireWire および eSATA などのポートが含まれます。

詳細については、「コンピュータでよく見られる 16 個の接続ポートとその機能」の記事を参照してください。

コンピューター上の一部の物理ポート

無線ネットワークのゲートウェイ

有線コンピュータ ネットワークは物理ポートとケーブルに依存しますが、無線ネットワークではそれらは必要ありません。たとえば、WiFi ネットワークでは、無線信号の周波数帯域を表すチャネル番号が使用されます。

ただし、物理コンピュータ ポートを介して有線ネットワークと無線ネットワークを組み合わせることができます。たとえば、ネットワーク アダプタをコンピュータの USB ポートに接続すると、有線コンピュータが無線コンピュータに変わり、1 つのポートを使用して 2 つのテクノロジ間のギャップを埋めることができます。

インターネット プロトコル (IP) ポート

仮想ポートは、インターネット プロトコル (IP) ネットワークの重要なコンポーネントです。これらのポートにより、ソフトウェア アプリケーションは相互に干渉することなくハードウェア リソースを共有できます。

コンピューターとルーターは、仮想ポートを通過するネットワーク トラフィックを自動的に管理します。ネットワーク ファイアウォールは、セキュリティ目的で各仮想ポート上のトラフィック フローをある程度制御することもできます。

IP ネットワークでは、これらの仮想ポートは 0 ～ 65535 のポート番号で構成されます。たとえば、ポート 80 は Web ブラウザを介して Web サイトにアクセスできるポートで、ポート 21 は FTP に関連付けられます。

コンピュータネットワークのポートの問題

物理ポートは何らかの理由で動作を停止する可能性があります。ポートエラーの原因には次のようなものがあります。

• 突然の電圧上昇 (電源に物理的に接続されているデバイスの場合)
• 水害
• 内部からのエラー
• ケーブル ピンによる損傷（たとえば、ケーブルを強く挿入しすぎたり、間違ったタイプのケーブルをポートに挿入しようとしたり）

ピンの損傷を除いて、ポート ハードウェアの物理検査では問題が見つからないはずです。マルチポート デバイス (ネットワーク ルータなど) の単一ポートに障害が発生しても、他のポートの動作には影響しません。

物理ポートの速度と仕様も、物理的な検査だけでは判断できません。たとえば、一部のイーサネット デバイスは最大 100Mbps で動作し、他のデバイスはギガビット イーサネットをサポートしますが、物理コネクタはどちらの場合も同じです。同様に、一部の USB コネクタはバージョン 3.0 をサポートしますが、その他のコネクタは USB 2.x、場合によっては USB 1.x のみをサポートします。

仮想ゲートウェイで直面する最も一般的な課題は、ネットワーク セキュリティです。インターネット攻撃者は、Web サイトのポート、ルーター、その他のネットワーク ポートを定期的に調査します。ネットワーク ファイアウォールは、ポート番号に基づいてポートへのアクセスを制限することで、これらの攻撃から保護します。

最大限の効果を発揮するために、ファイアウォールは過保護になる傾向があり、許可したいトラフィックをブロックしてしまうことがあります。ファイアウォールがトラフィックを処理するために使用するルール (ポート転送ルールなど) を構成する方法は、専門家以外にとって管理するのが非常に難しい場合があります。