RFC 791: IP（インターネットプロトコル）

このRFCが決めたこと

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RFC 791 は、インターネットの土台である IP（バージョン4）を定義した文書です。決めたことは驚くほど禁欲的で、「あるホストから別のホストへ、データの塊（データグラム）をできるだけ届ける」——ただそれだけです。届いたことの確認も、順番どおりに並べ直すことも、重複を取り除くことも、RFC 791 はしないと明言します。これがベストエフォート型と呼ばれる所以です。

この割り切りは弱さではなく、設計思想です。ネットワークの中核（ルータ）は極力単純にし、信頼性のような複雑な仕事は両端のホストに置く。いわゆる「賢い末端・単純な中核（end-to-end 原則）」で、これによりIPは物理媒体を選ばず、上に TCP でも UDP でも載せられる薄い共通層になりました。IPがOSI参照モデルのどこに位置し、TCP/UDPとどう積み重なるかはTCP/IPやOSI 7層の可視化が土台になります。

ヘッダを精読する

IPの仕事の大半は、先頭に付く20バイト（オプション無しの場合）のヘッダに凝縮されています。主要フィールドを追うと、IPが「何を最小限とみなしたか」が見えます。

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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version|  IHL  |Type of Service|          Total Length         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Identification        |Flags|      Fragment Offset    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Time to Live |    Protocol   |         Header Checksum        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                       Source Address                          |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Destination Address                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

注目すべきは、チェックサムがヘッダだけを守り、データ本体は守らない点です。データの完全性は上位層（TCPの擬似ヘッダ込みチェックサムなど）に任せる、という分業がここにも現れています。

フラグメンテーションとTTL

途中の回線が一度に運べる最大サイズ（MTU）は経路ごとに違います。データグラムがMTUを超えると、RFC 791 では途中のルータが分割（フラグメント）できます。各断片は同じ Identification を持ち、Fragment Offset で元の位置を示し、More Fragments フラグで「まだ続きがある」ことを伝えます。復元は最終的な宛先ホストだけが行います——途中で組み直さないのも、中核を単純に保つためです。

TTLは元々「秒数」を意図した名残ですが、実運用では経由ルータ数（ホップ数）として機能します。ルータは転送のたびにTTLを1減らし、0になったパケットを捨てて ICMP の time exceeded を返します。これがルーティングの無限ループを止める安全弁であり、traceroute がTTLを1,2,3…と増やして経路上の各ルータをあぶり出せる仕組みの土台でもあります。

つまずきやすい点

第一に、IPは「届ける努力」しかしないこと。パケットロス・順序入れ替え・重複はIPの想定内の正常動作で、それを隠すのはネットワーク上位の TCP の役目です。第二に、ヘッダチェックサムはヘッダのみで、しかもTTLが毎ホップ変わるためルータごとに再計算されます。第三に、送信元アドレスは詐称できてしまう（IPは真正性を保証しない）——これが送信元偽装やリフレクション攻撃の温床で、フィルタリングや上位の認証が別途要る理由です。

まとめ

RFC 791 の価値は、機能を足したことよりあえて足さなかったことにあります。信頼性も順序保証もセキュリティも持たず、ただ宛先へ運ぶ薄い層に徹したからこそ、IPはあらゆる媒体と上位プロトコルを束ねる「細い腰」になれました。TTLやフラグメントの挙動は、この最小主義から素直に導けます。上に載る信頼性の層はTCP/IPから辿ってください。